JP2009131089A - 電源コネクタを備える携帯式電源 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな電源コネクタを装備し、かつ内蔵する電池を温度上昇や熱暴走から保護しながら全体をコンパクトにする。
【解決手段】電源コネクタを備える携帯式電源は、一対の円筒形電池１と、一対の円筒形電池１を互いに平行な姿勢で所定の間隔離して配設する絶縁材のホルダー３と、円筒形電池１に接続してなる回路基板４と、この回路基板４を介して円筒形電池１に接続してなる電源コネクタ５とを備える。携帯式電源は、電源コネクタ５を介して外部の電子機器に接続されて、電子機器の電池を充電する。回路基板４は、円筒形電池１の出力電圧を調整して電源コネクタ５に出力する電圧調整回路４０を実装している。ホルダー３は、回路基板４と電源コネクタ５を円筒形電池１の間のスペース６に配置すると共に、一対の円筒形電池１の間隔が広くなる外側部に回路基板４を配設して、回路基板４よりも内側部に電源コネクタ５を配設している。
【選択図】図４

Description

本発明は、主として、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、ＩＣプレーヤなどの電子機器を緊急充電するのに使用される電源コネクタを備える携帯式電源に関する。

電源コネクタを備える携帯式電源は開発されている（特許文献１参照）。この公報に記載される携帯式電源は、図１に示すように、充電する電池を内蔵する電子機器をセットする第１の区画９１に上に、電源アセンブリ９３を配置する第２の区画９２を設けている。電源アセンブリ９３は、電池と昇圧回路と充電回路と電池保護回路と電池残量感知回路を備えている。さらに、第２区画９２には、充電ソケット９４と、コードを介して電子機器に接続して電子機器に電力を供給する電源ソケット９５と、コンピュータと電子デバイス間でデータをやりとりするＵＳＢコネクタ９６とを設けている。
特開２００５−３２３４８６号公報

図１の携帯式電源は、充電する電池を内蔵する電子機器を第１の区画に収納し、電子機器にコードを接続して電力を供給する。この携帯式電源は、電子機器に内蔵する電池を、電源アセンブリに内蔵する電池で充電できる。このため、緊急時に携帯電話などを充電することができる。ただ、この構造の携帯式電源は、全体が大きくなって、便利に携帯できない欠点がある。非常時に携帯電話等の電子機器を充電する携帯式電源は、持ち運びしながら電子機器の電池を充電することから、全体をコンパクトにすることが大切である。とくに、電源コネクタとして、規格化された大きなＵＳＢコネクタを備える携帯式電源にあっては、全体をコンパクト化するのが難しい。とくに、複数のＵＳＢコネクタを装備する携帯式電源にあっては、さらに全体のコンパクト化が難しくなる。さらに、充電できる電池を内蔵する携帯式電源にあっては、内蔵する電池を温度上昇や熱暴走から保護しながら、全体をコンパクトにすることが大切である。

本発明は、以上の目的を達成することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、大きな電源コネクタを装備し、かつ内蔵する電池を温度上昇や熱暴走から保護しながら全体をコンパクトにできる携帯式電源を提供することにある。

本発明の電源コネクタを備える携帯式電源は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
本発明の請求項１の電源コネクタを備える携帯式電源は、充電できる一対の円筒形電池１と、一対の円筒形電池１を互いに平行な姿勢で所定の間隔離して間にスペース６ができるように配設する絶縁材のホルダー３と、円筒形電池１に接続してなる回路基板４と、この回路基板４を介して円筒形電池１に接続してなる電源コネクタ５とを備える。携帯式電源は、電源コネクタ５を介して外部の電子機器に接続されて、電子機器の電池を充電する。回路基板４は、円筒形電池１の出力電圧を調整して電源コネクタ５に出力する電圧調整回路４０を実装している。ホルダー３は、回路基板４と電源コネクタ５を円筒形電池１の間のスペース６に配置すると共に、一対の円筒形電池１の間隔が広くなる外側部に回路基板４を配設して、回路基板４よりも内側部に電源コネクタ５を配設している。

本発明の請求項２の電源コネクタを備える携帯式電源は、充電できる１本の円筒形電池１と、この円筒形電池１を内蔵するケース５２と、円筒形電池１をケース５２の側壁７１Ａから所定の間隔離して間にスペース５６ができるように配設する絶縁材のホルダー５３と、絶縁材のホルダー５３と、円筒形電池１に接続してなる回路基板４と、この回路基板４を介して円筒形電池１に接続してなる電源コネクタ５とを備える。携帯式電源は、電源コネクタ５を介して外部の電子機器に接続されて、電子機器の電池を充電する。回路基板４は、円筒形電池１の出力電圧を調整して電源コネクタ５に出力する電圧調整回路４０を実装している。ホルダー５３は、回路基板４と電源コネクタ５を円筒形電池１とケース５２の側壁７１Ａの間のスペース５６に配置すると共に、円筒形電池１と側壁７１Ａの間隔が広くなる外側部に回路基板４を配設して、回路基板４よりも内側部に電源コネクタ５を配設している。

本発明の請求項３の電源コネクタを備える携帯式電源は、ホルダー３、５３が、円筒形電池１を定位置に配置する電池ホルダー部３Ａ、５３Ａと、回路基板４を定位置に配置する基板ホルダー部３Ｂ、５３Ｂとを備える。基板ホルダー部３Ｂ、５３Ｂは、回路基板４の両側に、回路基板４の表面よりも突出する一対の保持リブ３４を有し、この保持リブ３４の内側に回路基板４を固定している。

さらに、本発明の請求項４の電源コネクタを備える携帯式電源は、回路基板４に押しボタンスイッチ８を連結しており、この押しボタンスイッチ８を基板ホルダー部３Ｂ、５３Ｂに設けている一対の保持リブ３４に橋渡し状態に連結している。

本発明の請求項５の電源コネクタを備える携帯式電源は、回路基板４の表面に電池の残容量を表示するパイロットランプ４７を連結しており、回路基板４が、押しボタンスイッチ８との対向面に、可撓性があって遮光性の絶縁シート１５を配設している。

本発明の請求項６の電源コネクタを備える携帯式電源は、電源コネクタ５を、ＵＳＢコネクタ５Ａとしている。

本発明の請求項７の電源コネクタを備える携帯式電源は、電源コネクタ５をＵＳＢコネクタ５Ａとしており、基板ホルダー部３Ｂが、スペース６に２段に電源コネクタ５を配設している。

本発明の請求項８の電源コネクタを備える携帯式電源は、電源コネクタ５をＵＳＢコネクタ５Ａとしており、基板ホルダー部５３Ｂが、ＵＳＢコネクタ５Ａの長辺側がケース５２の側壁７１Ａと平行な姿勢となるように、ＵＳＢコネクタ５Ａをスペース５６に配設している。

本発明の請求項９の電源コネクタを備える携帯式電源は、基板ホルダー部３Ｂ、５３Ｂが、円筒形電池１の両端部に位置するスペース６、５６の両端部に電源コネクタ５を設けている。

本発明の請求項１０の電源コネクタを備える携帯式電源は、回路基板４に実装される電圧調整回路４０を、円筒形電池１の出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ４１としている。

本発明の請求項１１の電源コネクタを備える携帯式電源は、回路基板４が、円筒形電池１の充電回路４３を実装している。

本発明の携帯式電源は、電源コネクタを装備し、かつ内蔵する電池を温度上昇や熱暴走から保護しながら全体をコンパクトにできる特徴がある。それは、本発明の請求項１の携帯式電源が、一対の円筒形電池を、互いに平行な姿勢で所定の間隔離して、間にスペースができるようにホルダーで配設すると共に、このホルダーでもって、電池に接続している回路基板と電源コネクタを円筒形電池の間のスペースに配置すると共に、一対の円筒形電池の間隔が広くなる外側部に回路基板を配設して、回路基板よりも内側部に電源コネクタを配設しているからである。ホルダーでもって間にスペースができるように配置される円筒形電池は、各々を独立して冷却できることから温度上昇を少なくでき、また一方の電池が熱暴走して高温に加熱されても、互いに離れていることから、隣の電池が熱暴走した電池に加温されて熱暴走が誘発されることがない。また、このスペースを利用して、回路基板と電源コネクタを配設し、さらに、回路基板をスペースの外側に配設することから、電圧調整回路などを実装する幅の広い回路基板を配置でき、さらに、その内側に規格寸法の電源コネクタを配置して、全体をコンパクトにできる。

また、本発明の請求項２の携帯式電源は、１本の円筒形電池を、ケースの側壁との間にスペースができるようにホルダーでケース内に配設すると共に、このホルダーでもって、電池に接続している回路基板と電源コネクタを円筒形電池と側壁の間のスペースに配置しており、円筒形電池と側壁の間隔が広くなる外側部に回路基板を配設して、回路基板よりも内側部に電源コネクタを配設しているので、回路基板と電源コネクタを省スペースに装備して、全体をコンパクトにできる特徴がある。とくに、回路基板をスペースの外側に配設することから、電圧調整回路などを実装する幅の広い回路基板を配置でき、さらに、その内側に規格寸法の電源コネクタを配置して、全体をコンパクトにできる。

さらに、本発明の請求項３の携帯式電源は、円筒形電池を定位置に配置する電池ホルダー部と、回路基板を定位置に配置する基板ホルダー部とで構成し、基板ホルダー部には、回路基板の両側にあって、回路基板の表面よりも突出する一対の保持リブを設け、この保持リブの内側に回路基板を固定している。この構造は、回路基板が保持リブから突出せず、保持リブでもって回路基板の表面を保護できる。

さらに、本発明の請求項４の携帯式電源は、回路基板に押しボタンスイッチを連結して、この押しボタンスイッチを基板ホルダー部に設けている一対の保持リブに橋渡し状態に連結している。この構造は、押しボタンスイッチの押圧力を保持リブで支持する。したがって、押しボタンスイッチの押圧力が回路基板に直接に作用することがなく、保持リブでしっかりと押しボタンスイッチを支持できる。このため、回路基板に無理な力が作用するのを防止しながら、押しボタンスイッチをしっかりと保持して、確実なクリック感などで安定して操作できる。

また、本発明の請求項５の携帯式電源は、回路基板の表面に電池の残容量を表示するパイロットランプを連結すると共に、回路基板の押しボタンスイッチとの対向面に、可撓性があって遮光性の絶縁シートを配設している。この携帯式電源は、絶縁シートでもって静電気による放電を防止しながら、ケースの押しボタンスイッチを設けた部分からの光漏れを防止できる。それは、図１２に示すように、絶縁シートでもって静電気の放電経路を長くできると共に、パイロットランプの光が回路基板と押しボタンスイッチとの間を通過して外部に漏れるのを少なくできるからである。

本発明の請求項６の電源コネクタを備える携帯式電源は、電源コネクタをＵＳＢコネクタとしているので、規格寸法の大きなＵＳＢコネクタを省スペースに配置しながら、全体をコンパクトにできる。

さらに、本発明の請求項７の携帯式電源は、電源コネクタをＵＳＢコネクタとして、基板ホルダー部でもって、一対の円筒形電池の間のスペースに、２段にＵＳＢコネクタを配設している。この構造の携帯式電源は、スペースを有効に利用してふたつのＵＳＢコネクタを装備することで、同時に複数の電子機器に接続して便利に使用できる。

また、本発明の請求項８の携帯式電源は、電源コネクタをＵＳＢコネクタとして、このＵＳＢコネクタの長辺側がケースの側壁と平行な姿勢となるように、基板ホルダー部がＵＳＢコネクタをスペースに配設しているので、円筒形電池と側壁の間にできるスペースを狭くして、外形をよりコンパクトにしながら、規格寸法の大きなＵＳＢコネクタを理想的に配置できる。

さらに、本発明の請求項９の携帯式電源は、基板ホルダー部でもって、円筒形電池の両端部に位置するスペースの両端部に電源コネクタを設けている。この携帯式電源は、複数の電子機器に、両端の電源コネクタを介して接続できることから、複数の電源コネクタに接続される複数のコードが互いに干渉することなく、スッキリと複数の電子機器を接続できる。

また、本発明の請求項１０の携帯式電源は、回路基板に実装される電圧調整回路を、円筒形電池の出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータとするので、電圧調整回路をコンパクトにして回路基板に実装できる。

さらに、本発明の請求項１１の携帯式電源は、円筒形電池の充電回路を回路基板に実装することから、外部から電力を供給して円筒形電池を充電できる。この構造の携帯式電源は、円筒形電池を脱着できる構造として、円筒形電池の充電器にも使用できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源コネクタを備える携帯式電源を例示するものであって、本発明は携帯式電源を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

本発明の携帯式電源は、電源コネクタを介して接続される外部の電子機器に電力を供給して、接続される電子機器に内蔵している電池を充電する。携帯式電源が装備する電源コネクタには、たとえば、ＵＳＢコネクタが使用される。ただ、本発明は、電源コネクタをＵＳＢコネクタに特定しない。本発明の携帯式電源は、電源コネクタとして、外部の電子機器に電力を供給できる、ＵＳＢコネクタ以外のコネクタ、例えば、携帯電話に接続される電源端子を接続するコネクタ等を装備することもできる。以下、電源コネクタをＵＳＢコネクタとする携帯式電源の実施例を詳述する。

図２ないし図１１に示す携帯式電源は、一対の円筒形電池１と回路基板４と電源コネクタ５をケース２に内蔵している。さらに、この携帯式電源は、一対の円筒形電池１を互いに平行な姿勢で所定の間隔離して、その間にスペース６ができるように絶縁材のホルダー３で配設している。回路基板４は、円筒形電池１に接続されて、電源コネクタ５を固定している。電源コネクタ５は、回路基板４を介して円筒形電池１に接続されて、円筒形電池１の電力を、電源コネクタ５を介して外部に接続される電子機器に供給する。回路基板４は、円筒形電池１の出力電圧を調整して電源コネクタ５に出力する電圧調整回路４０を実装している。この電圧調整回路４０は、円筒形電池１の出力電圧を５Ｖに安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ４１である。

ケース２は、第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂからなり、平面形状を四角形として、その両側部分に一対の円筒形電池１を収納している。したがって、ケース２の両側部分は、円筒形電池１の表面に沿う湾曲面としている。第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂは、四角形の平面プレート２０の周囲に、湾曲する側壁２１Ａと端面壁２１Ｂからなる周壁２１を一体的に成形して設けた形状で、プラスチックを成形して制作される。第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂは、互いに周壁２１の開口端を連結して、内部を閉鎖する構造に連結される。図のケース２は、第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂを止ネジ２５で連結して固定している。止ネジ２５をねじ込んで連結するために、第２ケース２Ｂは、平面プレート２０の内面に突出して、止ネジ２５を挿通する挿入ボス２６を一体的に成形して設けて、第１ケース２Ａは、平面プレート２０の内面に突出するように、止ネジ２５をねじこむ連結ボス２７を一体的に成形して設けている。止ネジ２５は、第２ケース２Ｂの外側面に設けた挿入凹部２８から挿入ボス２６に挿入されて、第２ケース２Ｂを貫通し、連結ボス２７にねじ込まれて、第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂを連結する。互いに連結される第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂの周壁２１は、開口端を超音波溶着し、あるいは接着し、あるいは係止構造として確実に連結できる。さらに、第２ケース２Ｂの表面には、ラベル１４を付着して止ネジ２５を挿入する挿入凹部２８を外側から見えなくしている。

ケース２は、一方の端面壁２１Ｂに、２組のＵＳＢコネクタ５Ａを外部に表出させる２個のコネクタ窓２２を開口して、他方の端面壁２１Ｂには、ひとつのミニＵＳＢコネクタ５ｂのコネクタ窓２２と充電コネクタ７のコネクタ窓２３とを開口している。さらに、第１ケース２Ａは、押しボタンスイッチ８を外部に表出するためのスイッチ窓２４を平面プレート２０に開口している。

円筒形電池１はリチウムイオン電池である。ただし、円筒形電池には、リチウムイオン電池に代わって、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池とすることもできる。図の携帯式電源は、円筒形電池１をケース２の内部に固定している。ただ、携帯式電源は、図示しないが、ケースを開閉できる構造とし、かつ円筒形電池を交換できる構造とすることができる。この携帯式電源は、円筒形電池を単三タイプの電池とする。この携帯式電源は、市販されている単三タイプの一次電池や二次電池をセットして便利に使用できる。

ホルダー３は、絶縁材のプラスチックを成形して制作される。ホルダー３は、ケース２の中央に配設されて、両端の端面壁２１Ｂの内側に配設される。図６ないし図１０のホルダー３は、全長を、対向する端面壁２１Ｂの間隔として、端面壁２１Ｂの間に配設している。さらに、図のホルダー３は、底面プレート３０に、第１ケース２Ａの平面プレート２０の内面に突出してケース２に一体的に成形している挿入ボス２６を挿入する貫通孔３１を設けている。ホルダー３は、底面プレート３０の貫通孔３１に挿入ボス２６を挿通して、ケース２内の定位置に配置される。

また、ホルダー３は、一対の円筒形電池１を定位置に配置する電池ホルダー部３Ａと、回路基板４を定位置に配置する基板ホルダー部３Ｂとを備える。電池ホルダー部３Ａは、一対の円筒形電池１を互いに平行な姿勢で所定の間隔離して、間にスペース６ができるように配設する。電池ホルダー部３Ａは、一対の円筒形電池１の間にあって、円筒形電池１の表面に沿う湾曲面３２を両側に設けている。電池ホルダー部３Ａは、両側の湾曲面３２に沿うように円筒形電池１を配置して、円筒形電池１の間にスペース６を設けている。図４と図５の断面図と、図８ないし図１０の斜視図は、電池ホルダー部３Ａが円筒形電池１を定位置に配置する状態を示している。これらの図に示すように、一対の円筒形電池１は、電池ホルダー部３Ａの両側に、互いに平行な姿勢で配設される。各々の円筒形電池１は、電池ホルダー部３Ａの湾曲面３２と、ケース２の側壁２１Ａの内面とで外装缶の外周面が保持されて、ケース２内の定位置に保持される。

さらに、一対の円筒形電池１は、正負の端面電極をリード板１０を介して回路基板４に連結している。図に示す一対の円筒形電池１は、一方の端面電極同士を第１のリード板１０Ａで接続すると共に、他方の端面電極同士を第２のリード板１０Ｂで接続している。すなわち、一対の円筒形電池１は、リード板１０で互いに並列に接続して回路基板４に接続している。ただ、一対の円筒形電池は、互いに直列に接続することもできる。

図のリード板１０は、端面電極に接続される接続部１１を、連結部１２で連結してなる形状としている。第１のリード板１０Ａは、上下２段のＵＳＢコネクタ５Ａが配設される端面側に位置する端面電極を連結している。この第１のリード板１０Ａは、上下２段のＵＳＢコネクタ５Ａに接触しないように、連結部１２を底面側に折曲すると共に、ＵＳＢコネクタ５Ａの底面の周囲に沿うコ字状に折曲して、ホルダー３の底面プレート３０の下面に配置している。さらに、第１のリード板１０Ａは、連結部１２に設けた接続片１３を、ホルダー３に設けたスリット孔３３に通過させて回路基板４に接続している。第２のリード板１０Ｂは、上下２段のＵＳＢコネクタ５Ａが配設される端面と反対側の端面に位置する端面電極を連結している。この第２のリード板１０Ｂは、ＵＳＢコネクタ５Ａと充電コネクタ７に接触しないように、連結部１２をホルダー３の端面の下部に配置している。さらに、第２のリード板１０Ｂは、連結部１２に設けた接続片１３をホルダー３の底面プレート３０の下面に配置し、さらに、この接続片１３を折曲してホルダー３に設けたスリット孔３３に通過させて回路基板４に接続している。

基板ホルダー部３Ｂは、回路基板４と電源コネクタ５を円筒形電池１の間のスペース６に配置し、さらに、一対の円筒形電池１の間隔が広くなる外側部には回路基板４を配設して、回路基板４よりも内側部に電源コネクタ５を配設している。ホルダー３で定位置に配置している回路基板４と電源コネクタ５は、一対の円筒形電池１の間のスペース６にあって、一対の円筒形電池１の両面（図において円筒形電池の上下）の接線面よりも内側に配設される。

図４ないし図６、図９及び図１０の基板ホルダー部３Ｂは、回路基板４の両側に、回路基板４の表面よりも突出する一対の保持リブ３４を有し、この保持リブ３４の内側に回路基板４を固定している。基板ホルダー部３Ｂは、保持リブ３４の先端面を円筒形電池１の接線面からから突出しない位置に配置している。保持リブ３４は、回路基板４を定位置に配置する段差部３５と、この段差部３５に配置される回路基板４を抜けないように保持する係止フック３６を対向する内側に設けている。係止フック３６は、段差部３５に配置する回路基板４の表面に突出して、回路基板４を抜けないように定位置に配置する。図の基板ホルダー部３Ｂは、両側の保持リブ３４に各々２組の係止フック３６を設けて、４個の係止フック３６で回路基板４を定位置に配置している。基板ホルダー部３Ｂは、回路基板４を段差部３５にセットするときに弾性変形して、係止フック３６の内側に回路基板４をセットする。回路基板４が定位置にセットされると、係止フック３６が回路基板５を係止して抜けないように保持する。

さらに、回路基板４の両側に配設される保持リブ３４は、図５に示すように、押しボタンスイッチ８を橋渡し状態に連結している。押しボタンスイッチ８は、回路基板４に固定しているスイッチ４２を押してオンオフに切り変える。スイッチ４２は、回路基板４に実装している電池の残容量検出回路４６に表示信号を出力して、残容量を表示させる。残容量検出回路４６は、発光ダイオード４７Ａ等のパイロットランプ４７の点灯色や点灯数で電池の残容量を表示する。残容量検出回路４６は、スイッチ４２から表示信号が入力されると、一定の時間、発光ダイオード４７Ａ等のパイロットランプ４７を点灯して残容量を表示する。また、スイッチ４２は、電圧調整回路４０を動作状態に切り換えることもできる。スイッチ４２のオンオフ信号で残容量を表示し、また電圧調整回路４０の動作状態を切り換える携帯式電源は、スイッチ４２を短く押すと残容量を表示し、スイッチ４２を長く押すと電圧調整回路４０を動作状態に切り換えることができる。電圧調整回路４０は、スイッチ４２から入力されるオン信号が設定時間よりも長いことを判定して、動作状態に切り換えられる。この携帯式電源は、スイッチ４２を長く押さない状態で電圧調整回路４０を動作しない状態に保持できるので、電源コネクタ５に電子機器を接続しない状態で、電池の無駄な消費を防止できる。それは、電圧調整回路４０が動作状態にあると負荷に電子機器を接続しない状態で電力を消費するからである。

さらに、図５、図６、図９及び図１０に示す回路基板４は、押しボタン８との対向面に、可撓性がある遮光性の絶縁シート１５を配設している。この絶縁シート１５は、貫通孔１５Ａを有し、この貫通孔１５Ａからスイッチ４２を表出させる状態で配設している。この絶縁シート１５には、たとえば、ポリエステル等のプラスチックシートが使用できる。この絶縁シート１５は、図１２の矢印で示すように、静電気の放電経路を長くして、静電気による放電を防止しながら、ケース２内で点灯するパイロットランプ４７の光がスイッチ窓２４から外部に漏れるのを防止する。

電源コネクタ５は、回路基板４に固定されて、円筒形電池１の間に設けているスペース６に配置される。図６と図７は、電源コネクタ５であるＵＳＢコネクタ５Ａを定位置に配置する状態を示している。これ等の図に示す回路基板４は、一端部には標準ＵＳＢコネクタ５ａを、他端部にはミニＵＳＢコネクタ５ｂと充電コネクタ７を固定している。ＵＳＢコネクタ５Ａと充電コネクタ７は、回路基板４にハンダ付けして固定される。ＵＳＢコネクタ５Ａと充電コネクタ７は、複数の接続ピンを回路基板４に挿入して物理的に連結し、この状態で接続ピンを回路基板４の導電部にハンダ付けして回路基板４に固定し、また電気接続される。以上の回路基板４は、標準ＵＳＢコネクタ５ａを２段に連結して回路基板４の一端部に固定して、他端部にはミニＵＳＢコネクタ５ｂと充電コネクタ７をハンダ付けして固定している。ＵＳＢコネクタ５Ａは、回路基板４の両端部にあって、ケース２のコネクタ窓２２を貫通するＵＳＢプラグが挿入される。回路基板４に固定される標準ＵＳＢコネクタ５ａは、２段に連結されて、ホルダー３に設けている嵌着凹部３７に案内され、ホルダー３で定位置に保持される。ホルダー３は、標準ＵＳＢコネクタ５ａを案内する嵌着凹部３７を設けて、ここに標準ＵＳＢコネクタ５ａを配置している。

図１１は、回路基板４に実装される電子部品の回路図を示す。この回路基板４は、充電コネクタ７から入力される電力で円筒形電池１を充電する充電回路４３と、この充電回路４３で充電される円筒形電池１の電圧を所定の電圧に安定化して出力する電圧調整回路４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４１とを備える。充電回路４３は、充電コネクタ７に接続される電源アダプタから供給される電力で円筒形電池１を充電する。円筒形電池をリチウムイオン電池とする携帯式電源にあっては、この充電回路が定電流定電圧充電して円筒形電池を満充電する。また、円筒形電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とする携帯式電源にあっては、充電回路が定電流充電して円筒形電池を満充電する。さらに、充電回路４３は、円筒形電池１の満充電を検出して充電を停止する。

回路図に示す携帯式電源は、円筒形電池１と電圧調整回路４０との間に、電源スイッチ４４を接続している。この電源スイッチ４４は、スイッチング回路４５でオンオフに制御される。スイッチング回路４５は、スイッチ４２から入力される信号で電源スイッチ４４をオンオフに切り変える。スイッチング回路４５は、スイッチ４２から一定の時間オン信号が入力されると電源スイッチ４４をオンに切り換えて、円筒形電池１の出力を電圧調整回路４０に出力する。この状態で電圧調整回路４０は動作状態となって、出力側に接続している電源コネクタ５に安定化された電力を供給する。スイッチング回路４５は、電源コネクタ５に接続している電子機器が外されると、電源コネクタ５から電子機器が外されたことを、出力電流で検出できる。電子機器が外されると出力電流が０Ａとなるからである。

さらに、図の回路基板４は、電池の残容量を検出する残容量検出回路４６も実装している。この残容量検出回路４６は、電池の電圧や電池の電流から残容量を演算して、発光ダイオード４７Ａの発光色や点灯個数で残容量を表示する。この残容量検出回路４６は、押しボタンスイッチ８からオン信号が入力されると、発光ダイオード４７Ａを点灯して所定の時間にわたって残容量を表示する。

以上の実施例の携帯式電源は、一対の円筒形電池１をケース５２に内蔵している。ただ、本発明の携帯式電源は、１本の円筒形電池をケースに内蔵することもできる。以下、１本の円筒形電池を内蔵する携帯式電源の実施例を詳述する。なお、以下に示す実施例において、前述の実施例と同じ構成要素については、同符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１３ないし図１６に示す携帯式電源は、１本の円筒形電池１と回路基板４と電源コネクタ５をケース５２に内蔵している。この携帯式電源は、ケース５２に内蔵される円筒形電池１とケース５２の側壁７１Ａとの間を所定の間隔離して、その間にスペース５６ができるように絶縁材のホルダー５３で配設している。これらの図に示す携帯式電源も、電源コネクタ５として、ＵＳＢコネクタ５Ａを装備している。

ケース５２は、第１ケース５２Ａと第２ケース５２Ｂからなり、平面形状を四角形としている。ケース５２は、その片側部分に１本の円筒形電池１を収納し、反対側の片側部分に回路基板４と電源コネクタ５を収納している。ケース５２は、円筒形電池１を収納する片側を、円筒形電池１の表面に沿う湾曲面とし、反対側の片側を垂直面としている。第１ケース５２Ａと第２ケース５２Ｂは、四角形の平面プレート７０の周囲に、周壁７１を一体的に成形して設けた形状で、プラスチックを成形して制作される。ケース５２の周壁７１は、円筒形電池１の表面に沿って湾曲する湾曲壁７１Ｃと、垂直面である側壁７１Ａと、円筒形電池１の両端に位置する端面壁７１Ｂからなる。第１ケース５２Ａと第２ケース５２Ｂは、互いに周壁７１の開口端を連結して、内部を閉鎖する構造に連結される。

ケース５２は、両端の端面壁７１Ｂに、電源コネクタ５であるＵＳＢコネクタ５Ａを外部に表出させるコネクタ窓２２を開口している。ケース５２は、一方の端面壁７１Ｂに、標準ＵＳＢコネクタ５ａを外部に表出させるコネクタ窓２２を開口し、他方の端面壁７１Ｂには、ミニＵＳＢコネクタ５ｂを外部に表出させるコネクタ窓２２を開口している。さらに、第１ケース５２Ａは、押しボタンスイッチ８を外部に表出するためのスイッチ窓２４を平面プレート７０に開口している。

ホルダー５３は、絶縁材のプラスチックを成形して制作される。ホルダー５３は、ケース５２の片側であって、円筒形電池１と側壁７１Ａの間に配設されて、両端の端面壁７１Ｂの内側に配設される。図１３ないし図１６のホルダー５３は、全長を、対向する端面壁７１Ｂの間隔として、端面壁７１Ｂの間に配設している。

また、ホルダー５３は、円筒形電池１を定位置に配置する電池ホルダー部５３Ａと、回路基板４を定位置に配置する基板ホルダー部５３Ｂとを備える。電池ホルダー部５３Ａは、円筒形電池１をケース５２の側壁７１Ａから所定の間隔離して、間にスペース５６ができるように配設する。電池ホルダー部５３Ａは、円筒形電池１の表面に沿う湾曲面３２を片側に設けている。ホルダー５３は、片側の湾曲面３２に沿うように円筒形電池１を配置して、円筒形電池１と側壁７１Ａとの間にスペース５６を設けている。図１５の断面図は、ホルダー５３が円筒形電池１を定位置に配置する状態を示している。この図に示すように、円筒形電池１は、ホルダー５３によって、ケース５２内の片側である所定の位置に配設される。円筒形電池１は、電池ホルダー部５３Ａの湾曲面３２と、ケース５２の湾曲壁７１Ｃの内面とで外装缶の外周面が保持されて、ケース５２内の定位置に保持される。

さらに、円筒形電池１は、正負の端面電極を一対のリード板６０を介して回路基板４に連結している。一対のリード板６０は、端面電極に接続される接続部６１と、この接続部６１から引き出されて回路基板４に接続される接続片６３とを備える。これらのリード板６０は、電池ホルダー部５３Ａの両端に配置されて、接続部６１が円筒形電池１の端面電極に接続されると共に、接続片１３を、ホルダー５３に設けたスリット孔３３に通過させて回路基板４に接続している。

基板ホルダー部５３Ｂは、回路基板４と電源コネクタ５を円筒形電池１と側壁７１Ａの間のスペース５６に配置し、さらに、円筒形電池１と側壁７１Ａの間隔が広くなる外側部には回路基板４を配設して、回路基板４よりも内側部に電源コネクタ５を配設している。ホルダー５３で定位置に配置している回路基板４と電源コネクタ５は、円筒形電池１と側壁７１Ａの間のスペース５６にあって、円筒形電池１の両面（図１５において円筒形電池の上下）の接線面よりも内側に配設される。基板ホルダー部３Ｂは、回路基板４の両側に、回路基板４の表面よりも突出する一対の保持リブ３４を有し、この保持リブ３４の内側に回路基板４を固定している。保持リブ３４は、回路基板４を定位置に配置する段差部３５と、この段差部３５に配置される係止フック３６を対向する内側に設けている。係止フック３６は、段差部３５に配置する回路基板４の表面に突出しており、回路基板４が定位置にセットされると、係止フック３６が回路基板５を係止して抜けないように保持している。

電源コネクタ５は、回路基板４に固定されて、円筒形電池１と側壁７１Ａの間に設けているスペース５６に配置される。図１６と図１７は、電源コネクタ５であるＵＳＢコネクタ５Ａを定位置に配置する状態を示している。これ等の図に示す回路基板４は、一端部には標準ＵＳＢコネクタ５ａを、他端部にはミニＵＳＢコネクタ５ｂを固定している。ＵＳＢコネクタ５Ａは、回路基板４の両端部にあって、ケース５２のコネクタ窓２２を貫通するＵＳＢプラグが挿入される。ＵＳＢコネクタ５Ａは、回路基板４にハンダ付けして固定される。ＵＳＢコネクタ５Ａは、複数の接続ピンを回路基板４に挿入して物理的に連結し、この状態で接続ピンを回路基板４の導電部にハンダ付けして回路基板４に固定し、また電気接続される。

さらに、図に示す標準ＵＳＢコネクタ５ａは、ＵＳＢプラグが挿入される長方形の挿入部の短辺側の一辺が、回路基板４の表面と対向する姿勢となるように回路基板４に固定している。すなわち、この回路基板４は、標準ＵＳＢコネクタ５ａの長辺側の一辺が側壁７１Ａと平行な姿勢となるように、標準ＵＳＢコネクタ５ａを固定している。この構造は、図１５に示すように、円筒形電池１と側壁７１Ａとの間にできるスペース５６を狭くして、いいかえると全体の外形をよりコンパクトにしながら、標準ＵＳＢコネクタ５ａを定位置に配置できる。回路基板４に固定される標準ＵＳＢコネクタ５ａは、ホルダー５３に設けている嵌着凹部８７に案内され、ホルダー５３で定位置に保持される。ホルダー５３は、標準ＵＳＢコネクタ５ａを案内する嵌着凹部８７を設けて、ここに標準ＵＳＢコネクタ５ａを配置している。通常は、標準ＵＳＢコネクタ５ａより、電池１に電力が供給され、ミニＵＳＢコネクタ５ｂから電池１の電力を供給する。

図１８は、回路基板４に実装される電子部品の回路図を示す。この携帯式電源は、外部から入力される電力で円筒形電池１を充電する充電回路４３と、この充電回路４３で充電される円筒形電池１の電圧を所定の電圧に安定化して出力する電圧調整回路４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４１とを備える。図に示す携帯式電源は、電源コネクタ５を、外部の電子機器から充電回路４３に電力を入力するコネクタと、電圧調整回路４０から電子機器に電力を出力するコネクタに併用している。これらの電源コネクタ５は、切換スイッチ４８を介して、充電回路４３と、電圧調整回路４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４１に接続している。この切換スイッチ４８は、制御回路４９で制御されて、電源コネクタ５を充電回路４３とＤＣ／ＤＣコンバータ４１のいずれかに接続する。

制御回路４９は、電源コネクタ５に電子機器が接続されると、このことを入力電流、または入力電圧から検出できる。電子機器が接続されると、電子機器から電力が供給されるからである。制御回路４９は、電子機器から電力が入力される状態において、この電子機器が接続される電源コネクタ５を充電回路４３に接続するように切換スイッチ４８を切り換える。充電回路４３は、電源コネクタ５に接続される電子機器から供給される電力で円筒形電池１を充電する。ただ、携帯式電源は、前述の実施例のように、充電コネクタを設けて、この充電コネクタに接続される電源アダプタから供給される電力で円筒形電池を充電することもできる。

さらに、制御回路４９は、電子機器に電力を出力する状態において、この電子機器が接続される電源コネクタ５を電圧調整回路４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４１に接続するように切換スイッチ４８を切り換える。この状態で、電圧調整回路４０は、電子機器が接続されている電源コネクタ５に安定化された電力を供給する。図に示す携帯式電源は、円筒形電池１と電圧調整回路４０との間に、電源スイッチ４４を接続している。この電源スイッチ４４は、制御回路４９でオンオフに制御される。制御回路４９は、スイッチ４２から入力される信号で電源スイッチ４４をオンオフに切り変える。制御回路４９は、スイッチ４２から一定の時間オン信号が入力されると電源スイッチ４４をオンに切り換えて、円筒形電池１の出力を電圧調整回路４０に出力する。この状態で電圧調整回路４０は動作状態となって、出力側に接続している電源コネクタ５に安定化された電力を供給する。制御回路４９は、電源コネクタ５に接続している電子機器が外されると、電源コネクタ５から電子機器が外されたことを、出力電流で検出できる。電子機器が外されると出力電流が０Ａとなるからである。

従来の携帯式電源を示す斜視図である。 本発明の一実施例にかかる電源コネクタを備える携帯式電源の斜視図である。 図２に示す携帯式電源を下側から見た背面斜視図である。 図２に示す携帯式電源のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示す携帯式電源のＢ−Ｂ線断面図である。 図２に示す携帯式電源の分解斜視図である。 図６に示す携帯式電源の下側から見た分解斜視図である。 図７に示す携帯式電源の円筒形電池とホルダーの連結状態を示す分解斜視図である。 図８に示す携帯式電源の背面斜視図である。 図２に示す携帯式電源の第１ケースを外した分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかる電源コネクタを備える携帯式電源の回路図である。 回路基板と押しボタンスイッチを示す拡大断面図であって、図２のＣ−Ｃ線断面に相当する図である。 本発明の他の実施例にかかる電源コネクタを備える携帯式電源の斜視図である。 図１３に示す携帯式電源を下側から見た背面斜視図である。 図１３に示す携帯式電源のＡ−Ａ線断面図である。 図１３に示す携帯式電源の分解斜視図である。 図１３に示す携帯式電源の背面分解斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる電源コネクタを備える携帯式電源の回路図である。

符号の説明

１…円筒形電池
２…ケース ２Ａ…第１ケース
２Ｂ…第２ケース
３…ホルダー ３Ａ…電池ホルダー部
３Ｂ…基板ホルダー部
４…回路基板
５…電源コネクタ ５Ａ…ＵＳＢコネクタ
５ａ…標準ＵＳＢコネクタ
５ｂ…ミニＵＳＢコネクタ
６…スペース
７…電源コネクタ
８…押しボタンスイッチ
１０…リード板 １０Ａ…第１のリード板
１０Ｂ…第２のリード板
１１…接続部
１２…連結部
１３…接続片
１４…ラベル
１５…絶縁シート １５Ａ…貫通孔
２０…平面プレート
２１…周壁 ２１Ａ…側壁
２１Ｂ…端面壁
２２…コネクタ窓
２３…コネクタ窓
２４…スイッチ窓
２５…止ネジ
２６…挿入ボス
２７…連結ボス
２８…挿入凹部
３０…底面プレート
３１…貫通孔
３２…湾曲面
３３…スリット孔
３４…保持リブ
３５…段差部
３６…係止フック
３７…嵌着凹部
４０…電圧調整回路
４１…ＤＣ／ＤＣコンバータ
４２…スイッチ
４３…充電回路
４４…電源スイッチ
４５…スイッチング回路
４６…残容量検出回路
４７…パイロットランプ ４７Ａ…発光ダイオード
４８…切換回路
４９…制御回路
５２…ケース ５２Ａ…第１ケース
５２Ｂ…第２ケース
５３…ホルダー ５３Ａ…電池ホルダー部
５３Ｂ…基板ホルダー部
５６…スペース
６０…リード板
６１…接続部
６３…接続片
７０…平面プレート
７１…周壁 ７１Ａ…側壁
７１Ｂ…端面壁
７１Ｃ…湾曲壁
８７…嵌着凹部
９１…第１の区画
９２…第２の区画
９３…電源アセンブリ
９４…充電ソケット
９５…電源ソケット
９６…ＵＳＢコネクタ

Claims (11)

1. 充電できる一対の円筒形電池(1)と、一対の円筒形電池(1)を互いに平行な姿勢で所定の間隔離して間にスペース(6)ができるように配設する絶縁材のホルダー(3)と、円筒形電池(1)に接続してなる回路基板(4)と、この回路基板(4)を介して円筒形電池(1)に接続してなる電源コネクタ(5)とを備え、電源コネクタ(5)を介して外部の電子機器に接続されて、電子機器の電池を充電するようにしてなる電源コネクタを備える携帯式電源であって、
   前記回路基板(4)は、円筒形電池(1)の出力電圧を調整して電源コネクタ(5)に出力する電圧調整回路(40)を実装しており、
   前記ホルダー(3)が、前記回路基板(4)と前記電源コネクタ(5)を円筒形電池(1)の間のスペース(6)に配置すると共に、一対の円筒形電池(1)の間隔が広くなる外側部に回路基板(4)を配設して、回路基板(4)よりも内側部に電源コネクタ(5)を配設してなる電源コネクタを備える携帯式電源。
2. 充電できる１本の円筒形電池(1)と、この円筒形電池(1)を内蔵するケース(52)と、この円筒形電池(1)をケース(52)の側壁(71A)から所定の間隔離して間にスペース(56)ができるように配設する絶縁材のホルダー(53)と、絶縁材のホルダー(53)と、円筒形電池(1)に接続してなる回路基板(4)と、この回路基板(4)を介して円筒形電池(1)に接続してなる電源コネクタ(5)とを備え、電源コネクタ(5)を介して外部の電子機器に接続されて、電子機器の電池を充電するようにしてなる電源コネクタを備える携帯式電源であって、
   前記回路基板(4)は、円筒形電池(1)の出力電圧を調整して電源コネクタ(5)に出力する電圧調整回路(40)を実装しており、
   前記ホルダー(53)が、前記回路基板(4)と前記電源コネクタ(5)を円筒形電池(1)とケース(52)の側壁(71A)の間のスペース(56)に配置すると共に、円筒形電池(1)と側壁(71A)の間隔が広くなる外側部に回路基板(4)を配設して、回路基板(4)よりも内側部に電源コネクタ(5)を配設してなる電源コネクタを備える携帯式電源。
3. 前記ホルダー(3)、(53)が、円筒形電池(1)を定位置に配置する電池ホルダー部(3A)、(53A)と、前記回路基板(4)を定位置に配置する基板ホルダー部(3B)、(53B)とを備え、基板ホルダー部(3B)、(53B)が、回路基板(4)の両側に、回路基板(4)の表面よりも突出する一対の保持リブ(34)を有し、この保持リブ(34)の内側に回路基板(4)を固定している請求項１または２に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
4. 前記回路基板(4)に押しボタンスイッチ(8)を連結しており、この押しボタンスイッチ(8)を基板ホルダー部(3B)、(53B)に設けている一対の保持リブ(34)に橋渡し状態に連結している請求項３に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
5. 前記回路基板(4)の表面に電池の残容量を表示するパイロットランプ(47)を連結しており、前記回路基板(4)が、押しボタンスイッチ(8)との対向面に、可撓性があって遮光性の絶縁シート(15)を配設している請求項１または２に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
6. 前記電源コネクタ(5)が、ＵＳＢコネクタ(5A)である請求項１または２に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
7. 前記電源コネクタ(5)がＵＳＢコネクタ(5A)で、前記基板ホルダー部(3B)がスペース(6)に２段にＵＳＢコネクタ(5A)を配設している請求項１に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
8. 前記電源コネクタ(5)がＵＳＢコネクタ(5A)で、前記基板ホルダー部(53B)が、ＵＳＢコネクタ(5A)の長辺側がケース(52)の側壁(71A)と平行な姿勢となるように、ＵＳＢコネクタ(5A)をスペース(56)に配設している請求項２に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
9. 前記基板ホルダー部(3B)、(53B)が、円筒形電池(1)の両端部に位置するスペース(6)、(56)の両端部に電源コネクタ(5)を設けている請求項１または２に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
10. 前記回路基板(4)に実装される電圧調整回路(40)が、円筒形電池(1)の出力電圧を安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ(41)である請求項１または２に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。
11. 前記回路基板(4)が、前記円筒形電池(1)の充電回路(43)を実装している請求項１または２に記載される電源コネクタを備える携帯式電源。

Images