JP2011061915A

JP2011061915A - 充電装置

Info

Publication number: JP2011061915A
Application number: JP2009206487A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ishimaru; 智之石丸
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】ＵＳＢ規格のコネクタを用いた充電器を、本来の利便性を確保しながら、より汎用性の高いものとする。
【解決手段】互いに独立した筐体を有するＡＣアダプタ部と二次電池充電部ＣＵとが備えられ、前記ＡＣアダプタ部に直流電圧を出力するＵＳＢレセプタクルが備えられ、二次電池充電部ＣＵに、ＵＳＢプラグ１２と、ケーブル１３とが備えられ、二次電池充電部ＣＵの筐体１に、ＵＳＢプラグ１２を、電極部分１２ｂが筐体１から突出した姿勢で保持する保持部が備えられ、前記ＡＣアダプタ部の前記ＵＳＢレセプタクルは、前記保持部に保持された状態のＵＳＢプラグ１２と接続可能に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電装置、特に、ＵＳＢ規格のコネクタを用いて充電用の電力を得る充電装置に関する。

かかるＵＳＢ規格のコネクタを用いた充電器としては、例えば下記特許文献１に記載のような、パーソナルコンピュータのＵＳＢコネクタ（レセプタクル）に接続して充電用電力の供給を受け、二次電池に充電する構成が考えられている。

特開２００８−０６７４３５号公報

しかしながら、上記従来構成では、ＵＳＢコネクタ（レセプタクル）を備えたパーソナルコンピュータがないと二次電池への充電が行えず、汎用性に乏しいものであった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＵＳＢ規格のコネクタを用いた充電器を、本来の利便性を確保しながら、より汎用性の高いものとする点にある。

本出願の第１の発明は、充電装置において、互いに独立した筐体を有するＡＣアダプタ部と二次電池充電部とが備えられ、前記ＡＣアダプタ部に、商用交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換部と、電圧変換部から出力される直流電圧を出力するＵＳＢレセプタクルとが備えられ、前記二次電池充電部に、ＵＳＢプラグと、ＵＳＢプラグ側と前記二次電池充電部の筐体側とを電気的に接続するためのケーブルと、前記ＵＳＢプラグを前記ＵＳＢレセプタクルに接続した状態で前記ケーブルを経て入力される直流電圧に基づいて二次電池を充電する充電出力部とが備えられ、前記二次電池充電部の筐体に、前記ＵＳＢプラグを、電極部分が前記筐体から突出した姿勢で保持する保持部が備えられ、前記ＡＣアダプタ部の前記ＵＳＢレセプタクルは、前記保持部に保持された状態の前記ＵＳＢプラグと接続可能に配置されている。

すなわち、ＵＳＢプラグを備えた二次電池充電部とセットで使用できるＡＣアダプタ部を備える。
これら二次電池充電部とＡＣアダプタ部とは夫々独立した筐体を有しており、二次電池充電部はパーソナルコンピュータのＵＳＢコネクタ（レセプタクル）と接続して単独で二次電池の充電を行うことができる。この際、ＵＳＢプラグと二次電池充電部の筐体とはケーブルでつながっているので、二次電池充電部とパーソナルコンピュータとの接続は自由な配置姿勢で行うことができる。従って、二次電池充電部の筐体が邪魔になってパーソナルコンピュータとの接続ができなくなってしまうというようなことや、二次電池充電部の筐体が近辺に存在する他のコネクタを塞いで使用できなくしてしまうというようなことがない。

一方、パーソナルコンピュータから電力供給を受けることができない場合等においては、二次電池充電部とＡＣアダプタ部とを接続して使用する。
二次電池充電部とＡＣアダプタ部との接続には、二次電池充電部をパーソナルコンピュータに接続した場合と同様に接続して、二次電池充電部とＡＣアダプタ部とが自由な姿勢をとり得るようにしても良いのであるが、両者を一体化してコンパクトな形状とする方が取扱い上便利である。

このような接続形態をとるためにには、ケーブル付きのＵＳＢプラグの他に二次電池充電部の筐体に固定設置したＵＳＢプラグを備えるような構成も考えられるが、構成が複雑化してしまう。
そこで、二次電池充電部の筐体にＵＳＢプラグを保持する保持部を備えて、その保持部に保持した状態のＵＳＢプラグの電極部分をＡＣプラグのＵＳＢレセプタクルに挿入するようにしたのである。

又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記二次電池充電部及び前記ＡＣアダプタ部のうちの一方側に、他方側に向けて出退自在の支持部材が備えられ、その支持部材は、前記保持部に保持された前記ＵＳＢプラグと前記ＵＳＢレセプタクルとを接続した状態で、前記一方側から前記他方側へ突出移動させたときに前記他方側を支持するように構成されている。
すなわち、二次電池充電部側のＵＳＢプラグとＡＣアダプタ部側のＵＳＢレセプタクルとの接続のみでは、二次電池充電部とＡＣアダプタ部との連結姿勢が不安定になる場合もあるので、支持部材にて両者を支持することで両者の連結姿勢を安定させることができる。しかも、そのようにするための操作については、支持部材を突出移動させるだけで良い。

又、本出願の第３の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記保持部は、前記二次側充電部の筐体壁面に前記ＵＳＢプラグの外形形状に適合する凹部を形成して構成され、前記支持部材は、前記ＡＣアダプタ部側に備えられ、前記支持部材を前記ＡＣアダプタ部側から前記二次電池充電部側へ突出移動させたときに、前記支持部材が前記保持部に保持されているＵＳＢプラグを覆うように構成されている。

すなわち、連結状態の二次電池充電部とＡＣアダプタ部との連結姿勢を安定させるためにＡＣアダプタ部側から二次電池充電部側へ支持部材を突出移動させたときに、その支持部材が二次電池充電部の筐体に保持されているＵＳＢプラグを覆うため、その支持部材がＵＳＢプラグの保持姿勢を維持する作用をも有することになる。

上記第１の発明によれば、ケーブル付きのＵＳＢプラグでパーソナルコンピュータとの接続を可能として接続の利便性を確保しながら、二次電池充電部をＡＣアダプタ部に接続するときは、二次電池充電部の筐体にＵＳＢプラグを保持して、二次電池充電部とＡＣアダプタ部とをコンパクトに連結できる。
もって、ＵＳＢ規格のコネクタを用いた充電器を、本来の利便性を確保しながら、より汎用性の高いものとすることができた。

又、上記第２の発明によれば、支持部材を突出移動させるだけの簡単な操作で、二次電池充電部とＡＣアダプタ部との連結姿勢を安定させることができる。
又、上記第３の発明によれば、二次電池充電部とＡＣアダプタ部との連結姿勢を安定させるための支持部材の突出移動操作が、ＵＳＢプラグの保持姿勢を安定化させることにもなり、簡単な操作で二次電池充電部とＡＣアダプタ部との連結姿勢をより一層安定させることができる。

本発明の実施の形態にかかる二次電池充電部の外観斜視図本発明の実施の形態にかかる二次電池充電部の外観斜視図本発明の実施の形態にかかる二次電池充電部の外観斜視図本発明の実施の形態にかかるＡＣアダプタ部の外観斜視図本発明の実施の形態にかかるＡＣアダプタ部の外観斜視図本発明の実施の形態にかかる充電装置の外観斜視図本発明の実施の形態にかかる充電装置のブロック構成図

以下、本発明の充電装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔充電装置ＢＣの外形形状〕
本実施の形態の充電装置ＢＣは、図６の外観斜視図に示すように、二次電池充電部ＣＵとＡＣアダプタ部ＡＵとから構成されている。
図６では、二次電池充電部ＣＵとＡＣアダプタ部ＡＵとを連結した状態で示しているが、二次電池充電部ＣＵとＡＣアダプタ部ＡＵとは互いに独立した筐体を有しており、何れも、扁平の直方体形状を有している。
又、二次電池充電部ＣＵの筐体とＡＣアダプタ部ＡＵの筐体とは、図６において矢印Ａで示す幅方向で同幅となっており、両者を連結接続したときに一体となって扁平の直方体形状を為している。
尚、説明の便宜上、二次電池充電部ＣＵの筐体及びＡＣアダプタ部ＡＵの筐体の扁平面のうち、図６において図面上に現れている扁平面を筐体の上面とし、図示されていない反対側の面を下面とする。

二次電池充電部ＣＵは、図３の斜視図に示すように、筐体１の上面側に、充電対象とする例えばリチウムイオン電池等の二次電池をセットする矩形凹状の電池装填部１１が形成されている。
二次電池充電部ＣＵの下面側には、図２の斜視図に示すように、ＵＳＢコネクタのプラグ側であるＵＳＢプラグ１２に連なるケーブル１３を筐体１から引き出しているケーブル引出し部１４と、ＵＳＢプラグ１２を保持するための保持部１５とが形成されている。ケーブル１３は、ＵＳＢプラグ１２側と二次電池充電部ＣＵの筐体１側とを電気的に接続する。
ケーブル引出し部１４は、一端が側方に開放した凹溝からなっており、その凹溝の最深部からケーブル１３が筐体１の外部へ引き出されている。引き出されたケーブル１３は、ケーブル引出し部１４の凹溝内を筐体１の扁平面と平行に延び、筐体１の側方に向けて延出している。

保持部１５は、筐体１の壁面に、ＵＳＢプラグ１２の外形形状に適合した凹部を形成して構成されている。より具体的には、その凹部の形状は、ＵＳＢプラグ１２の厚さに略一致する深さを有し、且つ、筐体１の扁平面の法線方向視での形状が、ＵＳＢプラグ１２の厚さ方向視での形状に略一致するように形成されている。
更に、ＵＳＢプラグ１２の中央部付近に形成されている一対の突起１２ａに対応する段差部１５ａが保持部１５に形成されている。

二次電池充電部ＣＵの筐体１におけるケーブル１３の引出し方向と平行となる両側面には、下面側付近において側面の全長に亘って延びる凹溝１６が形成されている。この凹溝１６は、後述するＡＣアダプタ部ＡＵ側の支持部材２３の一部（突条２３ａ）と係合する係合溝となっている。凹溝１６の位置よりも下面側は、その支持部材２３の厚みに相当する分だけ切り欠かれており、凹溝１６の両側で段差が形成されている。

ＡＣアダプタ部ＡＵには、図４の斜視図に示すように、ＡＣアダプタ部ＡＵの筐体２の側面に、図示を省略するＡＣコードのインレットプラグを差し込んで商用交流電圧を受け入れるインレット２１が取り付けられ、図５の斜視図に示すように、インレット２１が存在する側面と反対側の側面に、ＵＳＢコネクタのレセプタクル側であるＵＳＢレセプタクル２２が下面側寄りに取り付けられている。
ＡＣアダプタ部ＡＵの筐体２の下面側には、二次電池充電部ＣＵとＡＣアダプタ部ＡＵとを接続した状態（図６に示す状態）で、両者を支持する支持部材２３が取り付けられている。

支持部材２３は、板状部材の幅方向両端部を上方側に折り曲げて、更にその折り曲げた先端を幅広に形成して突条２３ａを形成している。
筐体２には、この突条２３ａと係合する凹溝が、二次電池充電部ＣＵの凹溝１６と同一形状で且つ、ＡＣアダプタ部ＡＵと二次電池充電部ＣＵとを接続したときに、凹溝１６と直線をなして連なる位置に形成されている。その凹溝と突条２３ａとが係合している状態で、支持部材２３が図５の矢印Ｂで示す方向に摺動移動自在となっている。この摺動移動によって支持部材２３は、図６において矢印Ａで示す方向と直交する方向に出退移動する。すなわち、支持部材２３は、図６に示す二次電池充電部ＣＵとＡＣアダプタ部ＡＵとを連結接続した状態では、ＡＣアダプタ部ＡＵ側から二次電池充電部ＣＵ側に向けて出退自在となっている。

図５に示す状態は、支持部材２３が突出端まで突出移動した状態であり、図示を省略する規制部材によりこの状態以上の突出移動が阻止されている。
図５においてアダプタ部ＡＵと接続した状態の二次電池充電部ＣＵの位置を仮想線で示すように、図５に示す状態での支持部材２３の突出量は、二次電池充電部ＣＵの矢印Ｂ方向での長さと同一としてある。
又、ＡＣアダプタ部ＡＵの下面側の支持部材２３の取付け箇所は、支持部材２３の断面形状に切り欠いてあり、支持部材２３が引退した状態を示す図４のように、支持部材２３の外表面は、隣接する筐体２の外表面と略面一に滑らかに連なっている。

二次電池充電部ＣＵは、図６に示すようなＡＣアダプタ部ＡＵと接続して使用する使用形態のみならず、二次電池充電部ＣＵ単独で使用することも可能であり、二次電池充電部ＣＵを単独で使用する場合は、図２に示す状態で、ＵＳＢプラグ１２をパーソナルコンピュータのＵＳＢ端子に接続する。
一方、二次電池充電部ＣＵとＡＣアダプタ部ＡＵとを連結して使用する場合は、図１の斜視図に示すように、ＵＳＢプラグ１２を保持部１５に保持させる。
ＵＳＢプラグ１２の突起１２ａを保持部１５の段差部１５ａに嵌めて位置決めして、ＵＳＢプラグ１２を保持部１５に保持させたときに、ＵＳＢプラグ１２の電極部分１２ｂが二次電池充電部ＣＵの筐体１から突出した姿勢となるように保持部１５の形状を設定している。尚、ＵＳＢプラグ１２と保持部１５との嵌め合いは緩めの締り嵌めとしてある。
図３は、このようにＵＳＢプラグ１２を保持部１５に保持させた状態で筐体１の上面側を示している。

図１に示すようにＵＳＢプラグ１２を保持部１５に保持させた状態で、図５に示すように支持部材２３を突出移動させた状態のＡＣアダプタ部ＡＵに接続して図６に示す連結姿勢とする。より詳細には、支持部材２３の突条２３ａを二次電池充電部ＣＵ側の凹溝１６に先端から嵌め込んで挿入し、ＵＳＢプラグ１２の電極部分１２ｂをＵＳＢレセプタクル２２に差し込む。すなわち、ＡＣアダプタ部ＡＵにおけるＵＳＢレセプタクル２２の取付け位置は、保持部１５に保持されたＵＳＢプラグ１２と接続可能となるように、筐体２の下面側寄り（図５参照）に配置されている。
他の連結のさせ方としては、図４に示すように支持部材２３を引退させた状態で、保持部１５に保持させた状態のＵＳＢプラグ１２の電極部分１２ｂをＵＳＢレセプタクル２２に差し込み、支持部材２３を突出移動させて、図６に示す連結姿勢とするようにしても良い。

このように支持部材２３をＡＣアダプタ部ＡＵ側から二次電池充電部ＣＵ側へ突出移動させたときに、支持部材２３は、二次電池充電部ＣＵ側を支持する。
又、図１と図６との対比で明らかなように、支持部材２３をＡＣアダプタ部ＡＵから二次電池充電部ＣＵ側へ突出移動させると、支持部材２３は保持部１５に保持されているＵＳＢプラグ１２を覆う状態となり、支持部材２３は、ＵＳＢプラグ１２の離脱防止機能をも併せ持っている。

〔充電装置ＢＣの内部構成〕
次ぎに充電装置ＢＣの筐体１，２の内部構成について簡単に説明する。
先ずＡＣアダプタ部ＡＵの内部構成は、基本的にスイッチング電源２４により構成されており、スイッチング電源２４が商用交流電圧を直流電圧（具体的には、５Ｖの定電圧）に変換する電圧変換部ＶＲとして機能する。スイッチング電源２４が出力する直流電圧はＵＳＢレセプタクル２２（より厳密には、ＵＳＢレセプタクル２２におけるＵＳＢ規格に定められた電源ライン端子）へ出力する。ＵＳＢレセプタクル２２からは、更に、ＵＳＢレセプタクル２２に接続されるＵＳＢプラグ１２へと上記の直流電圧が出力される。

二次電池充電部ＣＵの内部構成は、ＵＳＢプラグ１２（より厳密には、ＵＳＢプラグ１２におけるＵＳＢ規格に定められた電源ライン端子）からケーブル１３を経て入力される直流電圧に基づいて二次電池３０を充電する充電出力部ＰＯであるＤＣ−ＤＣコンバータ１７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７におけるスイッチングを制御することで二次電池３０に対する充電制御を行う充電制御回路１８とから構成されている。本実施の形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、トランスを備えた絶縁型のものを使用している。

図６に示すように二次電池充電部ＣＵとＡＣアダプタ部ＡＵとを連結接続してＵＳＢプラグ１２とＵＳＢレセプタクル２２とを接続した状態で、ＡＣアダプタ部ＡＵのインレット２１へＡＣコードのインレットプラグを差し込むと、商用交流電圧がスイッチング電源２４にて５Ｖの直流電圧に変換され、その直流電圧がＵＳＢレセプタクル２２、ＵＳＢプラグ１２及びケーブル１３を順次に経てＤＣ−ＤＣコンバータ１７に入力される。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、充電制御回路１８の制御下で、二次電池３０へ充電電力を供給する。

〔別実施形態〕
上記実施の形態では、支持部材２３をＡＣアダプタ部ＡＵ側に備えて、支持部材２３をＡＣアダプタ部ＡＵ側から二次電池充電部ＣＵ側に向けて出退自在に構成しているが、これとは逆に、支持部材２３を二次電池充電部ＣＵ側に備えて、支持部材２３を二次電池充電部ＣＵ側からＡＣアダプタ部ＡＵ側に向けて出退自在に構成し、ＡＣアダプタ部ＡＵ側に突出移動させた状態でＡＣアダプタ部ＡＵを支持するようにしても良い。

ＡＵＡＣアダプタ部
ＣＵ二次電池充電部
ＰＯ充電出力部
ＶＲ電圧変換部
１２ＵＳＢプラグ
１３ケーブル
１５保持部
２２ＵＳＢレセプタクル

Claims

互いに独立した筐体を有するＡＣアダプタ部と二次電池充電部とが備えられ、
前記ＡＣアダプタ部に、商用交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換部と、電圧変換部から出力される直流電圧を出力するＵＳＢレセプタクルとが備えられ、
前記二次電池充電部に、ＵＳＢプラグと、ＵＳＢプラグ側と前記二次電池充電部の筐体側とを電気的に接続するためのケーブルと、前記ＵＳＢプラグを前記ＵＳＢレセプタクルに接続した状態で前記ケーブルを経て入力される直流電圧に基づいて二次電池を充電する充電出力部とが備えられ、
前記二次電池充電部の筐体に、前記ＵＳＢプラグを、電極部分が前記筐体から突出した姿勢で保持する保持部が備えられ、
前記ＡＣアダプタ部の前記ＵＳＢレセプタクルは、前記保持部に保持された状態の前記ＵＳＢプラグと接続可能に配置されている充電装置。
前記二次電池充電部及び前記ＡＣアダプタ部のうちの一方側に、他方側に向けて出退自在の支持部材が備えられ、
その支持部材は、前記保持部に保持された前記ＵＳＢプラグと前記ＵＳＢレセプタクルとを接続した状態で、前記一方側から前記他方側へ突出移動させたときに前記他方側を支持するように構成されている請求項１記載の充電装置。
前記保持部は、前記二次側充電部の筐体壁面に前記ＵＳＢプラグの外形形状に適合する凹部を形成して構成され、
前記支持部材は、前記ＡＣアダプタ部側に備えられ、
前記支持部材を前記ＡＣアダプタ部側から前記二次電池充電部側へ突出移動させたときに、前記支持部材が前記保持部に保持されているＵＳＢプラグを覆うように構成されている請求項２記載の充電装置。