JP2011254615A - 充電台装置 - Google Patents

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
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Abstract

【課題】繰り返しの使用により障害が発生することを防止可能な充電台装置を提供することにある。
【解決手段】充電台装置1は、第2孔部102を有する載置部25と、外部電流が供給される基板110と、固定端部122が基板110に固定されて基板110から電力が供給され、他端側が自由端とされる導電部材120と、導電部材120を第1の方向へ支持する支持部132を有するレバー130と、を備え、導電部材120は、自由端を第1の方向とは略対向する第2の方向へ付勢する第1弾性部123を有し、レバー130は、第2孔部102から突出可能な被押圧部133と、被押圧部133の第2の方向への移動に伴い支持部132を第1の方向へ移動させる回転可能な軸131と、をさらに有し、携帯端末200が載置部に載置されると、携帯端末200によって被押圧部133が第2の方向へ移動され、支持部132が前記第1の方向へ導電部材130を第2の方向への付勢に抗して押し上げ、充電端子121を携帯端末200の電源端子210に接触させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、携帯電話機、コードレス電話機、その他の充電電池を電源とする電子機器用の充電台装置に関する。
従来の電子機器用の充電台装置は、電子機器に電力を供給する際の接点である充電端子が常に外部に露出した状態で構成されていた。そのため、そのような充電台装置では、誤ってユーザの手が接触することによる低温やけど等を発生させる恐れがあった。
そこで、近年の充電台装置は、非充電時には充電端子を充電台内部に隠しておく一方で、充電時には充電端子を外部に露出させることで、非充電時には誤ってユーザが充電端子に接触することを防止できるように構成されている。そのような充電台装置の例として特許文献1,2を挙げる。
特許文献1には、携帯型機器が充電用アダプターに設置されると、被押圧部が内部に押し込められる動作に連動して、被押圧部と一体成形されているアームが持ち上がることにより、ケース内部に隠れていた充電端子を外部に露出させる充電用アダプターが開示されている。
また、特許文献2には、電子機器が充電台装置に挿入されると、操作レバーが回動し、係止部による充電用出力端子部の規制が解除され、充電出力端子部を外部へ露出させる充電台装置が開示されている。
特開2003−134680号公報 特開2003−257499号公報
特許文献1及び2において、充電端子は、一体的に備えられたバネにより露出する方向へ付勢されている。よって、そのような充電端子が非充電時には露出しないように、充電端子の露出する方向への移動を規制する規制手段が特許文献1及び2のいずれにおいても開示されている。
ここで、充電端子は、規制手段による規制が解除されると、バネによる付勢により電源端子に圧接する。そのような電源端子への圧接が繰り返されることにより、充電端子及び電源端子の表面に剥離が生じ、充電端子と電源端子との間でショートが発生する等、障害が発生することになる。
従って、本発明の目的は、繰り返しの使用により障害が発生することを防止可能な充電台装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の充電台装置は、開口を有する載置部と、外部電流が供給される基板と、固定端が前記基板に固定されて当該基板から電力が供給され、他端側が自由端とされる導電部材と、当該導電部材を第1の方向へ支持する支持部を有するレバーと、を備え、前記導電部材は、前記自由端を前記第1の方向とは略対向する第2の方向へ付勢する第1弾性部を有し、前記レバーは、前記開口から突出可能な被押圧部と、当該被押圧部の第2の方向への移動に伴い前記支持部を前記第1の方向へ移動させる回転可能な軸と、をさらに有し、電子機器が載置部に載置されると、前記電子機器によって前記被押圧部が前記第2の方向へ移動され、前記支持部が前記第1の方向へ前記導電部材を前記第2の方向への付勢に抗して押し上げ、前記充電端子を前記電子機器の電源端子に接触させる。
また、好適には、前記導電部材は、前記電子機器が載置部に載置された状態において、前記第1の方向へ前記充電端子を付勢した状態で前記電源端子に当接させる第2弾性部をさらに有する
また、好適には、前記第2弾性部は、前記第1弾性部と前記充電端子との間に配される。
また、好適には、前記第2弾性部は、前記自由端の端部と前記充電端子との間に配され、前記第1弾性部より弾性力が大きいことを特徴とする請求項2に記載の充電台装置。
また、好適には、前記レバーは、前記電子機器が載置部に載置された状態において、前記第1の方向へ前記支持部を介して前記充電端子を付勢した状態で前記電源端子に当接させる第3弾性部をさらに有する。
また、好適には、前記第3弾性部は、前記軸に挿通して、前記被押圧部と前記支持部との間に配される。
また、好適には、前記第3弾性部は、前記第1弾性部より弾性力が大きい。
また、好適には、前記支持部は絶縁体の部材からなる。
本発明によれば、繰り返しの使用により障害が発生することを防止可能な充電台装置を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る充電台装置の外観を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る充電台装置の内部を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る充電台装置の内部の動作を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る充電台装置における充電端子の摺動を示す図及び電源端子に対する端子荷重の遷移を示す表である。 本発明の第2実施形態に係る充電台装置の内部を示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係る充電台装置の内部を示す斜視図である。 本発明の第3実施形態に係る充電台装置の内部の動作を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
<第1実施形態>
まず、図1から図4に基づいて、第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る充電台装置の外観を示す斜視図である。また、図3は、本発明の第1実施形態に係る充電台装置の内部を示す斜視図であり、図4は、同充電台装置の内部の動作を示す断面図である。また、図5は、同充電台装置における充電端子の電源端子との間の摺動を示す図及び端子荷重の遷移を示す表である。
〔第1実施形態の構成〕
まず、本発明の第1実施形態に係る充電台装置1の外側面について図1に基づいて説明する。充電台装置1は、図1に示すように、平面形状が略矩形状の筐体10を備えている。この筐体10は、その厚さ方向に互いに着脱自在に接合する上側ケース20と下側ケース30とを備えて構成されており、上側ケース20と下側ケース30との間には、内部空間が形成されている。なお、その内部空間には充電台本体100が収納されている。
上側ケース20は、水平に配置される平板状の載置部25を有しており、その載置部25上には、後述する携帯端末200が載置される。載置部25上には、その長さ方向における一方の端部側の両隅部のそれぞれに、この両隅部のそれぞれに対応する後述の携帯端末200の隅部が長さ方向及び幅方向に突き当てられることにより、この後述の携帯端末200の水平方向の大体の位置決めを行うガイド部24が、高さを有するよう立設されている。
また、上側ケース20の載置部25上には、その長さ方向におけるガイド部24とは反対側の端部であって幅方向の中央の位置に、ガイド部21が高さを有するよう立設されている。このガイド部21は、その高さ中間位置に、ガイド部21に突設される爪22を有している。爪22は、載置部25上に載置される後述の携帯端末200の一部に係合するようになっている。
また、上側ケース20の載置部25には、長さ方向における略中間の位置に、第1孔部101が幅方向に離れて並んで形成されている。第1孔部101のそれぞれは、その開口形状が細長い矩形状であって、載置部25の長さ方向に長さを有している。
また、上側ケース20の載置部25には、その長さ方向におけるガイド部24側の端部であって幅方向の中央位置に、開口形状が矩形状の第2孔部102が上方に開口するよう形成されている。この第2孔部102は、載置部25の長さ方向及び幅方向のそれぞれと平行方向に長さと幅を有している。
また、上側ケース20の側壁26であって、ガイド部21側において上側ケース20の幅方向に伸びる長さ部分の中央位置には、上側ケース20の幅方向の一定長さ範囲で、この側壁26の下側ケース30から載置部25側に一定深さを有する切り抜き部23が形成されている。この切抜き部23は、アダプター等が接続するための端子等を含み、筐体20内部の基板110へ電流を供給する。
次に、本実施形態に係る充電台本体100の内部を図2に基づいて説明する。基板110は、その内部に電気回路や電池等を含み、筐体10にビスやねじ等によって固定され、導電部材120の固定端部122と電気的に接続されている。また、基板110は、図示しない電力供給のためのコネクタが設けられており、切抜き部23を介して供給される電流を導電部材120に供給する。
導電部材120は、充電端子121、固定端部122、第1屈曲部123、ばね124からなる金属性等の導電性を有する弾性部材であり、前述の通り、基板110から固定端部122を介して電力が供給されている。また、導電部材120は、基板110に接続されている固定端部122以外において、弾性的に移動可能な自由端である。また、固定端部122の近傍に配置されている第1屈曲部123は第1弾性部の一例であり、略円状の形状からなり、導電部材120がレバー130の支持部132と対向するように形成されている。
また、導電部材120は、第1屈曲部123により、支持部132と対向する方向(第1の方向)へ付勢されており、支持部132を介してレバー130の時計回り方向への回転を規制する。
充電端子121は、導電部材120の一部からなり、外部に露出する方向へ突出する形で形成されている。また、充電端子121は、近接するばね124によって、携帯端末200が充電台装置1に載置された際に、電源端子210に対向する方向(第1の方向)へ付勢され、充電するために十分な接点圧で電源端子210を押圧する。なお、ばね124は、第2弾性部の一例である。
レバー130は、軸131、支持部132、被押圧部133からなり、携帯端末200の非載置時において、被押圧部133が露出された状態で維持されている。また、軸131は、筐体10にネジ等によってレバー130が回転可能に固定され、支持部132と被押圧部133との間に配置されている。従って、携帯端末200の載置時に、被押圧部133が携帯端末200によって押圧されると、レバー130が軸131を中心として時計回りに回転することを可能とする。
また、支持部132を介して導電部材120から支持部132と対向する方向(第2の方向)へレバー130が付勢されているため、非載置時において、被押圧部133は、常に第2孔部102から露出している。なお、露出した被押圧部133は、第2孔部102の一部と接触し、反時計回り方向への回転も規制されている。
また、レバー130は、携帯端末200が載置されると、被押圧部133が押圧され、軸131を中心として時計回りに回転すると共に、支持部132を介して導電部材120を押し上げ、充電端子121を第1孔部101から露出させる。
ここで、被押圧部133は、ポリエステル等の絶縁体の材料からなり、それによって携帯端末200の非載置時に、ユーザが被押圧部133に接触することによるやけど等の発生を防止することができる。
〔第1実施形態の動作、作用〕
次に、第1実施形態の動作、作用について図3に基づいて説明する。
図3(a)に示すように、レバー130は、携帯端末200の載置前においては、被押圧部133が露出された状態で固定されている。前述のように、この状態において、支持部132を介して第1屈曲部123による反時計回り方向への付勢がされているが、第1孔部101に被押圧部133が接触することで、レバー130の反時計回り方向への回転が規制されている。さらに、携帯端末200が充電台装置1に載置されると、押圧された被押圧部133矢印方向へ倒れこみ、レバー130が回転することで、導電部材120が露出する方向へ持ち上げられる。
次に、図3(b)において、携帯端末200が載置部25へ載置される過程で、被押圧部133が押圧され、レバー130は、軸131を中心として矢印方向へ回転する。ここで、レバー130の回転に伴い、支持部132によって導電部材120が、露出する方向へばね124ごと押し上げられ、第1孔部101から露出する。
次に、図3(c)において、携帯端末200の載置部25への載置に伴い、図3(b)よりさらに被押圧部133が押圧されると、充電端子121が、さらに押し上げられ、電源端子210に接触する。その時点において、充電端子121は、ばね124の撓みによる電源端子と対向する方向へ付勢されておらず、接触圧0の状態で電源端子210に接触している。
また、携帯端末200が電源端子210への接触から載置部10への載置まで、さらに被押圧部133が押圧されると、充電端子121は、電源端子210に対する当接位置が矢印方向へ移動する。その当接位置の移動により、電源端子210の長さの範囲内で、電源端子210表面に付着したごみ等は、充電端子121により除かれる。このような充電端子124の当接位置の移動による効果をクリーニング効果という。また、充電端子121や電源端子210の材質により、充電端子121の移動の際に電源端子210との間で摩擦が発生する場合等があるが、そのような場合においても本実施形態において、クリーニング効果は期待できる。
また、充電端子121は、電源端子210の近接に伴い、ばね124の撓みの増大により接点圧が上昇する。また、この接点圧は、ばね124の撓みの増大に伴って充電端子121の当接位置の移動量も増大するため、その移動量に応じて増大する。次に、携帯端末200が載置部25に載置されると、充電端子121の当接位置の移動が止まると共に、ばね124の撓みの増大も止まるため。その時点における充電端子121の電源端子200への接触圧は最大となる。それによって、接触圧が最大の状態で、充電することが可能となり、充電端子121の電源端子210への十分な接点圧による携帯端末200の充電を可能とする。
〔図3(c)の動作の詳細〕
上述した図3(c)における充電端子121の電源端子210の表面に対する移動の様子を図4(a)に示す。また、充電端子121の接触による電源端子200にかかる荷重と充電端子121の移動距離との関係をグラフにしたものを図4(b)に示す。
まず、図4(a)(1)において、電源端子210へ接触時の充電端子121の位置を表す。この時点では、ばね124による充電端子121への付勢が生じていない状態なので、電源端子210に対する荷重は0Nである(図4(b)(1))。
次に、携帯端末200の載置に伴い、電源端子210によって充電端子124が厚さ方向へ落とし込まれ、その落とし込まれた分、ばね124が撓む。よって、充電端子121には、ばね124による付勢が発生し、電源端子200に対して所定の圧力で押圧する。また、ばね124の撓みに伴い、充電端子121の電源端子200に対する当接位置が矢印方向へ移動する。従って、充電端子121の当接位置の移動に伴い、充電端子121が電源端子200を押圧する圧力が増大する。その関係は図4(b)に示す通りである。
次に、充電端子の当接位置が移動することによって、図4(a)(2)の位置に達した充電端子121は、電源端子210に対して、十分な接触圧で圧接する。つまり、図4(b)に示すように、接触時からの当接位置の移動距離に応じて電源端子210に対する端子荷重が増大し、3mm移動した際には、充電するのに十分な接触圧である0.3Nの端子荷重が電源端子210に対して付加される。従って、携帯端末200の充電の際に、接点不良等が発生するおそれはなく、安定した充電をすることが可能である。
<第2実施形態>
次に、図5に基づいて、本発明の第2実施形態について説明する。図5は、本発明の第2実施形態に係る充電台装置の内部を示す断面図である
第2実施形態における導電部材120は、第1実施形態における導電部材120に設けられたばね124の代わりとして、導電部材120の折り曲げにより形成された第2屈曲部125を設けたものである。
第2屈曲部125は、充電端子121が電源端子210からの押圧を受けると、その圧力に応じて、折り曲げ角度が変化する。ここで、第2屈曲部125は、第1屈曲部123より弾性力が大きく構成されている。よって、導電部材120が露出する方向へ付勢された際に、第1屈曲部123が撓み、第2屈曲部125が撓むことはない。また、第2屈曲部125は、第1屈曲部123を除く導電部材120より弾性力が小さく構成されている。よって、露出された充電端子121が電源端子210から押圧を受けて沈下する際に、第2屈曲部125が撓み、導電部材120が撓むことはない。従って、第1屈曲部123を除く導電部材120は、充電を繰り返しても撓みや撓みによる変形が生じるおそれがなく、繰り返しの充電による障害の発生を防止可能である。なお、第2屈曲部125は、導電部材120の折り曲げに代えて、同等の弾性力を有するばね等によって構成されていてもよい。
また、レバー130は、被押圧部133と支持部132とをなす角が第2屈曲部125の角度に合わせて構成され、第2屈曲部125による導電部材120への付勢により、支持部132を介して時計回り方向への回転が規制されている。なお、第1実施例と同様に、レバー130は、反時計回り方向への回転が第2孔部102により規制されている。
携帯端末200の載置前は図5(a)に示すように、レバー130は、第1実施例と同様で、第1屈曲部123により付勢された導電部材120により支持部131を付勢押圧することにより時計回り方向への回転が規制されている。また、被押圧部133の第2孔部102の縁への当接により反時計回り方向への回転も規制されている。
次に、図5(b)において、レバー130は、携帯端末200が充電台装置100へ載置されると、被押圧部133が押圧されることで、矢印方向へ回転し、支持部132を介して充電端子121を押し上げ、第1孔部101より露出させる。
次に、図5(c)において、図5(b)よりさらに被押圧部133が押圧されると、レバー130が矢印方向へ回転すると共に、支持部133によって押し上げられた充電端子121は、まず電源端子210に接触する。また、被押圧部133がさらに押圧されると、充電端子121は、ばね124が撓むことで、上方向への付勢力がたくわえられる。よって、第2屈曲部125が折り曲がることにより付勢された充電端子121は、携帯端末200が載置部25に載置されると、充電に十分な接点圧で電源端子210へ圧接する。
なお、充電端子121の電源端子210に対する当接位置の移動とそれに伴う端子荷重の変化は前述の第1実施形態における図3(b)と同様である。
<第3実施形態>
次に、図6から図7に基づいて、本発明の第3実施形態について説明する。図6は、本発明の第3実施形態に係る充電台装置の内部を示す斜視図であり、図7は、本発明の第3実施形態に係る充電台装置の内部の動作を示す断面図である。
〔第3実施形態の構成〕
まず、第3実施形態について、図6に基づいて説明する。
図6に示すように、第3実施形態の充電台本体100におけるレバー130は、被押圧部133と支持部132との間にばね134が配されている。このばね134は、第3弾性部の一例であって、軸131に挿通して軸支されている。
また、レバー130は、電源端子210により押圧された充電端子121により支持部132が下方向へ付勢されると、ばね134により支持部132側が折れ曲がったくの字状になる。ここで、第1屈曲部123、導電部材120、ばね134の各弾性力は、導電部材120、ばね134、第1屈曲部123の順の大きさで構成されている。そのため、支持部132が導電部材120を持ち上げる際に、第1屈曲部123の弾性力がばね134の弾性力より小さいため、第1屈曲部が撓む。また、電源端子210による押圧を充電端子121が受けると、ばね134の弾性力が導電部材120の弾性力より小さいため、ばね134が撓む。従って、第1屈曲部123以外の導電部材120は、充電を繰り返しても撓みや撓みによる変形が生じるおそれがなく、繰り返しの充電による障害の発生を防止可能である。
また、上記の構成により、レバー130は、携帯端末200が載置部25に載置されると、被押圧部133が押圧されることで、軸134を中心として時計回り方向へ回転しても、ばね134が撓まず、充電端子121を露出する方向へ押し上げる。
〔第3実施形態の動作、作用〕
次に、第3実施形態の動作及び作用について図7に基づいて説明する。
図7(a)において、レバー130は、第1屈曲部123による付勢が支持部132を介して受けるため、時計回り方向への回転が規制される。また、レバー130は、第2孔部102の一端に被押圧部133が接触することで、反時計回りの方向への移動も規制される。従って、非充電時においては、被押圧部133が第2孔部102より露出した状態で、充電端子121は、露出せずに、充電台本体100内部に収納されている。
図7(b)において、携帯端末200(図示しない)が載置されると、レバー130は、被押圧部133が押圧されることに伴い、軸131を中心として回転し、支持部124により、導電部材120を持ち上げ、第1孔部101から充電端子121を露出させる。
さらに、図示しない携帯端末200の載置に伴う被押圧部133の押圧により、充電端子121は、電源端子210への当接位置が移動する。また、当接位置の移動に伴い、ばね134による付勢を受けた充電端子121は、電源端子210へ圧接する。ここで、充電端子121に対する付勢は、軸131を中心としてばね134が折れ曲がることにより支持部132を介して発生する。充電端子121の当接位置の移動量に伴い、ばね134の付勢が増大し、充電端子124による電源端子210への端子荷重が増大する。
なお、充電端子121の当接位置の移動と電源端子210に対する端子荷重の変化は第1実施例における図3及びその説明と同様である。
以上、本発明の実施形態によれば、携帯端末200が充電台本体に載置された際に、被押圧部133が押圧されることにより軸131を中心として、レバー130が回転するのに伴い、支持部132が充電端子121を露出させることで電源端子210に摺動させることで、充電端子が、接触時にはより小さい接触圧で、載置時には十分な接触圧を電源端子に対して与えることができる。つまり、電源端子に対して最低限、必要なクリーニング効果を損なうことなく、充電端子及び電源端子の磨耗を防止することができる。
なお、本実施形態においては、携帯端末における充電台装置を例として説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、例えば、カメラ等の充電可能なバッテリを含む電子機器における充電台装置も含まれるものである。
また、本実施形態におけるばねは、これに限定されるものではなく、つるまきばね、スプリング、トーションばね等に置き換えても適用可能である。
1 充電台装置
10 筐体
25 載置部
102 第2孔部(開口)
110 基板
120 導電部材
121 充電端子
122 固定端部(固定端)
123 第1屈曲部(第1弾性部)
124 ばね(第2弾性部)
125 第2屈曲部(第2弾性部)
130 レバー
131 軸
132 支持部
133 被押圧部
134 ばね(第3弾性部)
200 携帯端末(電子機器)
210 電源端子

Claims (8)

  1. 開口を有する載置部と、
    外部電流が供給される基板と、
    一端側が前記基板に固定されて当該基板から電力が供給され、他端側に充電端子が形成される導電部材と、
    当該導電部材を第1の方向へ支持する支持部を有するレバーと、
    前記充電端子が前記開口から露出しないように前記第1の方向と反対の第2の方向へ前記導電部材を付勢する第1弾性部と、を備え、
    前記レバーは、前記開口から突出可能な被押圧部と、当該被押圧部と前記支持部との間に配される軸と、をさらに有し、
    電子機器が載置部に載置された場合、当該電子機器の押圧による前記被押圧部の前記第2の方向への移動により、前記支持部が前記第1弾性部の前記第2の方向への付勢に抗して前記導電部材を前記第1の方向へ押し上げ、前記充電端子を前記開口から露出させて前記電子機器の電源端子に接触させる
    ことを特徴とする充電台装置。
  2. 前記導電部材は、前記電子機器が載置部に載置された状態において、前記第1の方向へ前記充電端子を付勢した状態で前記電源端子に当接させる第2弾性部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の充電台装置。
  3. 前記第2弾性部は、前記第1弾性部と前記充電端子との間に配されることを特徴とする請求項2に記載の充電台装置。
  4. 前記第2弾性部は、前記自由端の端部と前記充電端子との間に配され、前記第1弾性部より弾性力が大きいことを特徴とする請求項2に記載の充電台装置。
  5. 前記レバーは、前記電子機器が載置部に載置された状態において、前記第1の方向へ前記支持部を介して前記充電端子を付勢した状態で前記電源端子に当接させる第3弾性部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の充電台装置。
  6. 前記第3弾性部は、前記軸に挿通して、前記被押圧部と前記支持部との間に配されることを特徴とする請求項5に記載の充電台装置。
  7. 前記第3弾性部は、前記第1弾性部より弾性力が大きいことを特徴とする請求項6に記載の充電台装置。
  8. 前記支持部は絶縁体の部材からなることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の充電台装置。
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