JP2009177897A - 電子機器の端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 情報機器本体に剥き出しに配置された端子を、対となる充電装置以外のもので押圧しただけでは電気的に導通せず、対となる充電装置の端子で充電する場合に電気的に導通される構造により、不必要な電源間短絡を防止する電子機器の端子構造を提供する。
【解決手段】 情報機器、充電装置にそれぞれ、内部基板に配置した情報機器接点板１０３、充電装置接点板２０３と、各接点板と非接触となるように配置したメス端子１０１、オス端子２０１とを設けている。各端子は対となる互いの端子からの押圧によって回転し、各接点板に接続する機構を有する。
また、情報機器筐体ガイド１０４にはメス端子の移動を規制するロック部１１０が設けられ、対となるオス端子に設けられた回転機構と連動して、メス端子が回転することでロック部のロックが解除する機構を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＰＤＡ，携帯電話およびハンディターミナルの充電装置等、電子機器の充電端子構造に関するものである。

近年、流通しているＰＤＡ、携帯電話及びハンディターミナル等の情報機器は一般的にリチウムイオン型、ニッケル水素型といった充電式の二次電池で駆動する。そして充電式の二次電池で駆動する電子機器のほとんどが、電子機器本体の任意の場所に配置された充電端子と機器専用の充電装置の端子を接触させることによって、情報機器に電池を挿入したまま充電作業が行われる。その時、電子機器本体の充電端子は金属が剥き出しの状態であるため、誤って充電端子の電源側とＧＮＤ側を接触させやすく、電子機器の故障の原因となっていた。

上記問題点を解決するために、例えば特許文献１が提案されており、以下のように構成されている。すなわち、充電装置には正負２本の充電端子が突出して設けられており、また、情報機器本体の筐体には、充電式電池に導通した接点板が固定され、且つこの接点板と一定の距離を空けて、２本の中間接点ピンが設けられている。充電装置を情報機器本体に挿入すると、充電装置の正負２本の充電端子が、情報機器本体の中間接点ピンを押圧する。すると押圧された中間接点ピンは摺動して接点板に接触し、電気的に導通状態となることで充電が始まるといったものである。
特開２００２−１９９５９６号 公報

しかしながら、上記従来の充電端子構造は、情報機器本体の中間接点ピンを押圧することにより、これが直線上に摺動して接点板と接触し、充電式電池に導通するという構造である。そのため、上記のような構成を以っても中間接点ピンを押圧すると充電装置の端子以外でも電気的に導通させることができるため、充電端子を誤って短絡させてしまう場合など電源間の短絡を完全に防止できる訳ではない。また、充電装置の端子に関しては常に電気的に導通されていることに加えて、端子が突出した構造のため、誤って端子短絡させる可能性が高く、電源間短絡が容易に起こり得るという問題を有している。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、以下のようなものである。すなわち、情報機器などの電子機器本体に配置された接点端子を充電装置以外で押圧するだけでは電気的に導通せず、誤った電源間短絡を防止することが可能な電子機器の端子を提供することである。
また、充電装置の端子に関しても、非充電時は電気的に非導通な端子とすることで、容易に電源間の短絡が起こらない端子を実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、以下のように構成した電子機器の端子構造を提供する。
すなわち、電子機器間を電気的に接続する一対の接点端子であって、
少なくとも前記一方の電子機器の接点端子は、
他方の電子機器の接点端子で押圧されることにより回転する回転機構を有し、
該回転により前記電子機器間が導通状態になることを特徴としている。

本発明によれば、電子機器本体に配置された接点端子を充電装置以外で押圧しただけでは、接点端子が電気的に導通せず、対となる充電装置などの電子機器の端子により押圧するときに電気的に導通される構造により、不要な電気的な電源間短絡を防止することができる。
また、充電装置などの電子機器の端子に関しても、電気的に非導通な端子を押圧することにより電気的に導通される構造により、誤った端子間の短絡を防ぐことができる。

以下、図面を参照して本発明における一例の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態における電子機器の設置状態を示す図である。本実施の形態における電気的に接続する一対の電子機器は、一方に情報機器１００、他方に充電装置２００を用いて説明するが、本発明はこのような実施形態に限定するものではなく、携帯電話など広く電子機器の端子構造に適用可能であり、本発明の主旨の範囲で応用、変更することが可能である。

情報機器１００の本体背面には図２に示すメス端子１０１（接点端子）を付設している。一方、図２に示す充電装置２００のオス端子２０１（接点端子）は、情報機器１００と対向する本体上面に付設されている。
情報機器１００を充電装置２００に設置すると、充電装置２００から、図２に示すオス端子２０１、メス端子１０１を介して情報機器１００に電源が供給され、図示しない内蔵されたバッテリへの充電が始まる。

図２は、本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の各端子を示す斜視図であり、各電子機器の端子の形状を示すために一部を断面的に表している図である。また、同図は情報機器１００を充電装置２００に設置していない状態を示している。
図３は、本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の各端子を示す図２をＡ方向から見た図である。
図４は、本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の充電開始直前の各端子を示す図２のＡ方向から見た図である。同図は情報機器１００を充電装置２００に設置する途中の状態を示している。
図５は、本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の充電時の各端子を示す図２のＡ方向から見た図である。同図は情報機器１００を充電装置２００に設置した後の状態を示している。

図２から図５において、情報機器１００は、機器内部に配置している情報機器内部基板１０２と、情報機器内部基板１０２に配線した電源パターンと接続される情報機器接点板１０３、絶縁部材から成る情報機器筐体ガイド１０４、情報機器筐体ガイド１０４の開口部に配置され充電時に始めて情報機器接点板１０３と接触し電気的に導通可能となる接点端子であるメス端子１０１と、を具えている。
また、情報機器筐体ガイド１０４の途中には、ロック部１１０（規制部）が、突起して設けられている。

メス端子１０１は、情報機器接点板１０３と導通をとるためのメス端子接触カップ１０５と、独立した回転機構を持つメス端子軸１０６の２部品を具えている。
また、メス端子１０１は、情報機器筐体ガイド１０４に沿って、情報機器接点板１０３に対し上下方向に移動可能に構成されている。
さらにメス端子１０１は、非充電時は情報機器接点板１０３に対して非接触となるように配置されている。そして充電の際は、メス端子軸１０６及びメス端子接触カップ１０５が情報機器筐体ガイド１０４に沿って上方に移動することによって、情報機器接点板１０３に接触可能となるように構成されている。

メス端子接触カップ１０５の内側には、メス端子軸１０６に連結するように突設されたメス端子回転ピン１０８が固定されている。メス端子軸１０６の側面には、このメス端子回転ピン１０８に対してメス端子軸１０６を移動可能に案内する、スクリュー形状の溝であるメス端子スクリュー溝１０９（溝部）が穿設されている。

一方、充電装置２００は、機器内部に配置した充電装置内部基板２０２と、充電装置内部基板２０２に配線した電源パターンと接続される充電装置接点板２０３、絶縁部材から成る充電装置筐体ガイド２０４、充電装置筐体ガイド２０４の開口部に配置され充電時に始めて充電装置接点板２０３と接触し電気的に導通可能となる接点端子であるオス端子２０１、とを具えている。

オス端子２０１は、回転機構を持ち且つ、充電装置筐体ガイド２０４に沿って上下方向に移動可能で、充電装置接点板２０３と導通をとるためのオス端子接触ヘッド２０５と、絶縁部材から成りオス端子接触ヘッド２０５の回転の軸となるオス端子軸２０６の２部品を具えている。
また、図３に示す通り、オス端子接触ヘッド２０５は、情報機器１００を充電装置２００に設置する前は、充電装置接点板２０３と接触しない位置に配置されている。そして図５に示すように情報機器１００を充電装置２００に設置すると、オス端子接触ヘッド２０５が充電装置接点板２０３と接触し、充電装置内部基板２０２と電気的に導通する位置にオス端子２０１を配置する。

オス端子接触ヘッド２０５の内側の側面には、オス端子軸２０６と連結するように突設されたオス端子回転ピン２０８が固定されている。オス端子軸２０６の側面には、オス端子軸２０６に対してオス端子回転ピン２０８を移動可能に案内する、スクリュー形状の溝であるオス端子スクリュー溝２０９が穿設されている。

図６は、本発明の実施の形態における情報機器１００の端子とロックの関係を示す図である。同図で使用する記号は図２、図３、図４、図５の記号が示す意味と同じである。また、同図中の図６（イ）は図３と同等であり、図６（ハ）は図６（イ）の点線で囲まれたＣ部をＥ方向から見た図である。同様に、図６（ロ）は図５と同等であり、図６（ニ）は図６（ロ）のＤ部をＦ方向から見た図である。

まず情報機器及び充電装置の各接点端子、メス端子及びオス端子のそれぞれの構成について簡単に説明する。
メス端子軸１０６を押圧すると、メス端子１０１は、図２に示したメス端子軸１０６の頭部１０６ａがロック部１１０に突き当たるまで、情報機器筐体ガイド１０４に沿って情報機器接点板１０３の対向方向に直線的に上方に移動する。このときメス端子の頭部１０６ａがロック部１１０にかかることによって、メス端子の移動が規制され、メス端子接触カップ１０５は情報機器接点板１０３に接触しない位置で止められる。
すなわち、メス端子軸１０６の頭部１０６ａは、情報機器筐体ガイド１０４のロック部１１０の形状に対応した切り欠き部を有している。そして、図４に示すように頭部１０６ａがロック部１１０に当接したときに、図６（ハ）に示すように頭部１０６ａの切り欠き部がロック部１１０に対して略直交する位置にくるように頭部１０６ａを配置する。このような構成によって、非充電時に誤ってメス端子１０１を押してしまっても、メス端子接触カップ１０５が情報機器接点板１０３と接触しないため、誤った端子の短絡を防止することができる。

また、非充電時に、充電装置の端子以外で押圧するだけで容易にメス端子１０１が回転してロック部を通過してしまい、メス端子接触カップ１０５が情報機器接点板１０３に接触してしまうのを避けるため、以下のような構成を持つ。すなわち、図２の点線で囲まれたＢに示すとおり、メス端子接触カップ１０５は平らな側面を持ち、また、情報機器筐体ガイド１０４は先のロック部１１０とは別に、凸状の形状を持っている。これにより、非充電時に誤ってメス端子１０１が回転してしまうことを防止している。
またこの構成により、メス端子接触カップ１０５が回転しないため、これに設けられたメス端子回転ピン１０８を、図３中、メス端子軸１０６の左右方向に対して固定する。これによって、メス端子回転ピン１０８に対してメス端子軸１０６をメス端子スクリュー溝１０９に沿って移動可能にするという機構が機能するようにしている。

一方、オス端子接触ヘッド２０５に押圧をかけると、オス端子回転ピン２０８がオス端子スクリュー溝２０９に案内されて移動する。このとき、オス端子スクリュー溝２０９のスクリュー形状によって、オス端子回転ピン２０８が突設されているオス端子接触ヘッド２０５は回転するとともに、充電装置筐体ガイド２０４に沿って、充電装置接点板２０３に向かって下方に移動する。

さらにメス端子とオス端子との構成について説明する。
図６に示すように、メス端子軸１０６の先端にはネジのようなプラス型の窪み（凹部）を設け、対となるオス端子接触ヘッド２０５の先端にはドライバーのようなプラス型の出っ張り（凸部）を設けている。これらを係合すると、ドライバーとネジの関係と同じ原理で、対となるオス端子接触ヘッド２０５が回転することによって、オス端子接触ヘッド２０５と係合されるメス端子軸１０６を連動して回転させることができる。

ここで、本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の端子構造の動作について説明する。
図３に示す通り、情報機器１００が充電装置２００に設置されていないときはメス端子接触カップ１０５、オス端子接触ヘッド２０５共に情報機器接点板１０３、充電装置接点板２０３に接触しないため各内部基板とは非導通である。
このとき、何らかの原因でメス端子１０１に押圧が加えられても、図６（ハ）の通り、メス端子軸１０６がロック部１１０にかかり移動が規制されることによって、メス端子接触カップ１０５と情報機器接点板１０３とは接触せず、誤った各端子間の短絡を防止することができる。

次に図４に示す通り、情報機器１００を充電装置２００に設置するようメス端子軸１０６のプラス型の窪みをオス端子接触ヘッド２０５のプラス型の出っ張りに係合して押圧すると、メス端子１０１は、メス端子軸１０６の頭部１０６ａがロック部１１０に突き当たるまで直線上に押し上げられる。このとき頭部１０６ａがロック部１１０にかかり、メス端子１０１の移動が規制される。

メス端子の頭部１０６ａがロック部にかかることによって、オス端子接触ヘッド２０５にとって上方が固定されるため、オス端子接触ヘッド２０５は、充電機器筐体ガイドに沿って、充電機器接点板に対して下方に押圧される。このとき、下方に押圧されるとともに、オス端子回転ピン２０８がオス端子スクリュー溝２０９に沿って移動することによって、オス端子接触ヘッド２０５は図４に示す矢印の方向に回転する。
またこのとき、図６に示すように、このオス端子接触ヘッド２０５の回転と連動してメス端子軸１０６が、メス端子スクリュー溝１０９に沿ってメス端子回転ピン１０８に案内されて共に回転する。これによって、図６（ハ）の状態から図６（ニ）の状態のように、頭部１０６ａがロック部１１０に対して９０度回転したところでメス端子軸１０６のロックが解除される。

さらに図５に示すように、情報機器の充電装置への設置を続けると、頭部１０６ａのロックが解除されたため、メス端子１０１が情報機器筐体ガイド１０４に沿って上方への移動を再開することによってメス端子接触カップ１０５は情報機器接点板１０３に接触する。
メス端子１０１が情報機器接点板１０３に接触すると、オス端子接触ヘッド２０５が充電装置筐体ガイド２０４に沿って下方に押圧されて充電装置接点板２０３と接触する。
このとき初めて情報機器接点板１０３、メス端子１０１、オス端子２０1、充電装置接点板２０３が導通し、充電装置２００から情報機器１００への充電が始まる。

そして、充電が完了し充電装置２００から情報機器１００を取り外すとメス端子バネ１０７の付勢によりメス端子軸１０６は回転しながらロック部１１０のロックを越え、メス端子１０１は図３の非充電の状態に復帰する。また、オス端子接触ヘッド２０５はオス端子バネ２０７の付勢により回転しながら図３の非充電の状態に復帰する。

以上のように、対となる電子機器間では、押圧するだけで導通することができるが、対となる組み合わせ以外のもので押圧しても容易には導通しない電子機器の端子構造を提供することができる。

尚、本実施の形態では、回転機構において回転ピンと溝との関係は、情報機器については、メス端子回転ピン１０８に対してメス端子軸１０６を案内する構成で、充電装置については、オス端子軸２０６に対してオス端子回転ピン２０８を案内するような構成で説明したが、これらの関係は逆に構成しても良い。また、それに伴って、接点端子の移動を規制するロック部についても、情報機器ではなく充電装置に設けても良いし、両方に設けても良く、本発明の主旨の範囲で応用、変更することが可能である。

また、本実施の形態では、電気機器が情報機器と充電装置からなり、端子は充電端子であるものについて説明したが、これに限らず他の電子機器の端子にも適用可能である。
また、本実施の形態では、情報機器の充電端子を本体背面に配置しているものについて説明したが、これに限らず本体の他の場所に配置されている端子でも適用可能である。
また、本実施の形態では、メス端子カップ１０５の曲面が平らなものについて説明したが、これに限らず、例えば、メス端子カップ１０５の曲面と、それが摺動する部分の情報機器筐体ガイド１０４の内側を、雄ネジと雌ネジのような形状等で構成しても本発明の回転機構は実施可能である。
また、本実施の形態では、各充電端子が右方向に回転するものについて説明したが、これに限らず接触時に一方側の端子と他方側の端子の双方が互いに反対向きに回転することも可能である。
更に、本実施の形態では、対となる充電端子の一方の端子にはプラス型の窪み、他方の端子にはプラス型の出っ張りを設けたものについて説明したが、これに限らず、対となる形状は係合可能な任意の型にすることが可能である。
つまり上述した実施形態における事項は、本発明を限定するものではなく、本発明とは直接的に関係のない構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

以上説明したように、本発明によれば、電子機器本体に剥き出しに配置された充電端子を誤って端子間短絡させてしまっても、充電端子に上下方向に移動可能な回転機構を設けることで、機器を完全に設置するまでは充電端子は内部基板の接点板とは電気的に導通せず、電気的な電源間短絡を防止することができる。
また、情報機器の充電端子を押圧しても、ロック機構を設けることで、接点端子を押圧しただけでは、内部基板の接点板と容易に接続せず、電気的な電源間短絡を更に防止することができる。
そして、電気的に接続する電子機器間の各充電端子に、一方の端子には窪み、他方の端子にはそれに対応した同じ型の出っ張り形状を設けることで、対となる充電端子間でなければ充電端子を電気的に導通することができないため、誤った機器により充電が開始されることを防止できる。

本発明の実施の形態における電子機器の設置状態を示す図である。 本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の各端子を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の各端子を示す図２のＡ方向から見た図である。 本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の充電開始直前の各端子を示す図２のＡ方向から見た図である。 本発明の実施の形態における情報機器１００、充電装置２００の充電時の各端子を示す図２のＡ方向から見た図である。 本発明の実施の形態における情報機器１００の端子とロックの関係を示す図である。

符号の説明

１００ 情報機器
１０１ メス端子
１０２ 情報機器内部基板
１０３ 情報機器接点板
１０４ 情報機器筐体ガイド
１０５ メス端子接触カップ
１０６ メス端子軸
１０６ａ 頭部
１０７ メス端子バネ
１０８ メス端子回転ピン
１０９ メス端子スクリュー溝
１１０ ロック部
２００ 充電装置
２０１ オス端子
２０２ 充電装置内部基板
２０３ 充電装置接点板
２０４ 充電装置筐体ガイド
２０５ オス端子接触ヘッド
２０６ オス端子軸
２０７ オス端子バネ
２０８ オス端子回転ピン
２０９ オス端子スクリュー溝

Claims (4)

1. 電子機器間を電気的に接続する一対の接点端子であって、
   少なくとも前記一方の電子機器の接点端子は、
   他方の電子機器の接点端子で押圧されることにより回転する回転機構を有し、
   該回転により前記電子機器間が導通状態になることを特徴とする電子機器の端子構造。
2. 少なくとも前記一方の電子機器は、内部基板に導通する接点板と、
   前記接点板に対して移動して導通可能となす接点端子と、
   前記接点端子の移動を規制する規制部と、を有し、
   前記規制部は、一方の電子機器の接点端子が他方の電子機器の接点端子によって押圧されたとき、少なくとも一方の電子機器の接点端子が回転することによって規制を解除し、
   前記電子機器間が導通することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の端子構造。
3. 前記回転機構は、前記接点端子を回転させる回転ピンと、
   前記回転ピンの移動を案内する溝部とを有し、
   この回転機構によって、少なくとも一方の接点端子は回転し、前記接点板との対向方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器の端子構造。
4. 前記一方の接点端子と前記他方の接点端子は、それぞれ、一方に凸部を、他方に凹部を設け、それらが互いに係合するように対応した任意の形状を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電子機器の端子構造。