JP2014179235A - 電子機器充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 防水性を確保し、かつ汎用性の向上された電子機器充電システムを提供する。
【解決手段】 充電装置６に設けられ、送気状態および送気停止状態のいずれかに切換え可能な送気部１０と、充電装置６に設けられ、排気状態および排気停止状態のいずれかに切換え可能な排気部１１と、一端部が送気部１０に接続され、他端部がケーブル側コネクタ８に設けられる送気通路部１２と、一端部が排気部１１に接続され、他端部がケーブル側コネクタ８に設けられる排気通路部１３と、機器本体側コネクタ４に設けられ、電子機器本体２ａの内部空間１４と外部空間１５とを連通し、送気通路部１２の他端部に接続可能な送気通路接続部１６と、機器本体側コネクタ４に設けられ、内部空間１４と外部空間１５とを連通し、排気通路部１３の他端部に接続可能な排気通路接続部１７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話およびスマートフォンなどの携帯通信端末などの電子機器に搭載される充電池を充電装置によって充電する際に、充電池から発生する熱を電子機器から効率よく排出して冷却することができる電子機器充電システムに関する。

電子機器の充電装置に係る従来技術は、たとえば特許文献１に開示されている。この従来技術では、充電器による二次電池の充電効率を向上させるために、筐体内に二次電池を収納する電池パックと、充電用回路の回路部品を収納する筐体にそれぞれ通風経路の入口と出口とになる一対の通気孔が形成された充電器と、充電器に備えられる前記一対の通気孔を経て通風経路を形成するファンとを備える。

電池パックの二次電池を充電装置である充電器によって充電するために、電池パックの接続部を充電器の挿入開口に挿入することによって、電池パックが充電器に接続されて充電を開始する。

前記ファンによって形成される通風経路の途中には、回路部品で発生する熱が放熱される放熱空間と、二次電池が外部からの熱を受け取るための電池パックの受熱部位とが存在するように、回路部品および電池パックが配置され、二次電池を加温する場合においては、前記受熱部位が放熱空間の下流側となる方向の通風経路が形成されるように前記ファンを駆動する。

充電器に備えられた一対の通気孔と、二次電池に備えられた一対の通気孔とにわたる一連の通風経路が形成されるように構成し、二次電池が配置された電池パックの筐体の内部空間を、二次電池が外部から熱を受け取るための受熱部位としている。

前記ファンの作動によって、二次電池を加温したいときと冷却したいときとで、通風経路における風向きを変更操作される。つまり、二次電池の温度が低く、加温する必要のあるときは、充電器側から電池パック側に向かう方向に通風させて、外気を充電器の筐体内に取り込み、充電器内の充電用回路の発熱によって温度上昇した空気を電池パックの筐体内へ送り込むことによって、二次電池を暖める。また、二次電池を冷却するときには、電池パック側から充電器側に向かう方向に通風させて、外気を電池パックの筐体内に取り込み、それによって電池パックの筐体内の二次電池を冷却し、さらに充電器の筐体内の充電用回路を冷却する。

特開２００７−１４１６６０号公報

前記特許文献１に記載される従来技術では、電池パックに設けられるファンによって、外部から電子機器の筐体内へ空気を取り込み、あるいは筐体内の空気を外部へ排気するように構成されるので、携帯電話およびスマートフォンなどの携帯通信端末である電子機器では、防水性が確保することができないという問題を有する。また、電池パックの接続部を充電器の挿入開口に挿入するように構成されるので、電子機器の機種や製造者が異なる場合には、電子機器を充電器に機械的および電気的に接続することができず、汎用性が低いという問題がある。

本発明の目的は、防水性を確保し、かつ汎用性の向上された電子機器充電システムを提供することである。

本発明は、電子機器本体と、前記電子機器本体に設けられ、前記電子機器本体に電力を供給する充電池と、前記電子機器本体に設けられ、前記充電池に接続される機器本体側コネクタとを含む電子機器と、充電電力を出力する充電部を有する充電装置と、一端部が前記充電部に接続される充電ケーブルと、前記充電ケーブルの他端部に接続されるケーブル側コネクタと、を備える電子機器充電システムであって、
前記充電装置に設けられ、空気を加圧して吐出する送気状態および前記空気の吐出を停止した送気停止状態のいずれかに切換え可能な送気部と、
前記充電装置に設けられ、空気を吸引して排出する排気状態および前記空気の排出を停止した排気停止状態のいずれかに切換え可能な排気部と、
一端部が前記送気部に接続され、他端部が前記ケーブル側コネクタに設けられる送気通路部と、
一端部が前記排気部に接続され、他端部が前記ケーブル側コネクタに設けられる排気通路部と、
前記機器本体側コネクタに設けられ、前記電子機器本体の内部空間と前記電子機器本体の周囲の外部空間とを連通し、前記送気通路部の他端部に接続可能な送気通路接続部と、
前記機器本体側コネクタに設けられ、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、前記排気通路部の他端部に接続可能な排気通路接続部と、を備えることを特徴とする電子機器充電システムである。

また本発明は、前記送気通路部および前記排気通路部は、前記充電ケーブルに一体に設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記機器本体側コネクタの前記ケーブル側コネクタが接続される部分と、前記送気通路接続部と、前記排気通路接続部とを、水密に覆う防水キャップをさらに含むことを特徴とする。

また本発明は、前記充電装置は、前記送気部の前記送気状態および送気停止状態ならびに前記排気部の排気状態および排気停止状態を、個別に切換える切換え操作部をさらに含むことを特徴とする。

また本発明は、前記電子機器は、携帯通信端末装置であることを特徴とする。

本発明によれば、充電池の電力によって動作する電子機器本体には、電子機器側コネクタが設けられ、この電子機器側コネクタには、送気通路接続部と排気通路接続部とが設けられる。充電装置は、充電池を充電するための充電電力を出力する充電部と、空気を加圧して吐出する送気状態および前記空気の吐出を停止した送気停止状態のいずれかに切換え可能な送気部と、空気を吸引して排出する排気状態および空気の排出を停止した排気停止状態のいずれかに切換え可能な排気部とを有する。

充電ケーブルの一端部は、充電部に接続され、他端部はケーブル側コネクタに接続される。このケーブル側コネクタは、機器本体側コネクタに接続可能である。送気通路部の一端部は、送気部に接続され、他端部は、前記ケーブル側コネクタに接続される。また排気通路部は、一端部が前記排気部に接続され、他端部が前記ケーブル側コネクタに接続される。

充電装置の充電部から出力される充電電力は、充電ケーブル、ケーブル側コネクタおよび機器本体側コネクタを介して充電池に与えられ、該充電池の充電に供される。このような充電池の充電によって該充電池が発熱しても、電子機器の内部空間には、送気部から吐出される空気が送気通路部および送気通路接続部を介して送気され、あるいは排気部の吸引力が排気通路部および配置通路接続部を介して導かれ、あるいは送気と吸引力とが導かれるので、防水性の高い電子機器であっても、内部空間の通気性を向上し、充電によって発熱した充電池およびそれに関連する部品の温度上昇を防止することができる。

しかも、機器本体側コネクタに送気通路接続部および排気通路接続部が設けられ、ケーブル側コネクタに送気通路部および排気通路部の各他端部が設けられるので、機器本体側コネクタにケーブル側コネクタを接続することによって、送気通路接続部に送気通路部が接続されるとともに、排気通路接続部に排気通路部が接続され、ＵＳＢ規格のコネクタなどに本発明を好適に実施することができ、汎用性の高い充電システムを実現することができる。

本発明の一実施形態の電子機器充電システム１の概略的構成を示す系統図である。 図１に示される電子機器２を背後から見た拡大背面図である。 図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。 機器本体側コネクタ４およびケーブル側コネクタ８が分離された状態を示す拡大斜視図である。 本発明の他の実施形態の電子機器充電システム１ａが実施される電子機器２ａを背後から見た拡大背面図である。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態の電子機器充電システム１の概略的構成を示す系統図であり、図２は図１に示される電子機器２を背後から見た拡大背面図であり、図３は図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。本実施形態の電子機器充電システム１は、電子機器本体２ａと、電子機器本体２ａに設けられ、電子機器本体２ａに電力を供給する充電池３と、電子機器本体２ａに設けられ、充電池３に接続される機器本体側コネクタ４と、充電池３を充電するための充電電力を出力する充電部５を有する充電装置６と、一端部が充電部５に接続される充電ケーブル７とを含む。

前記電子機器本体２ａと、該電子機器本体２ａに着脱可能に搭載される前記充電池３とを含んで、電子機器２を構成する。この電子機器２は、たとえば携帯電話およびスマートフォンなどのＵＳＢ(Universal Serial Bus)規格が適用されるケーブル、すなわちＵＳＢケーブルによって充電装置６に電気的および機械的に接続可能であって、防水機能が要求される携帯通信端末装置によって実現される。電子機器２をＵＳＢ規格を満足した機器とすることによって、充電装置６に接続して実施可能な機種を多くすることができ、汎用性を向上することができる。

このような電子機器充電システム１は、充電ケーブル７の他端部に接続され、機器本体側コネクタ４に接続可能なケーブル側コネクタ８と、充電装置６に設けられ、空気を加圧して吐出する送気状態および前記空気の吐出を停止した送気停止状態のいずれかに切換え可能な送気部１０と、充電装置６に設けられ、空気を吸引して排出する排気状態および前記空気の排出を停止した排気停止状態のいずれかに切換え可能な排気部１１と、一端部が前記送気部１０に接続され、他端部が前記ケーブル側コネクタ８に接続される送気通路部１２と、一端部が前記排気部１１に接続され、他端部が前記ケーブル側コネクタ８に接続される排気通路部１３と、前記機器本体側コネクタ４に設けられ、前記電子機器本体２ａの内部空間１４と前記電子機器本体２ａの周囲の外部空間１５とを連通し、前記送気通路部１２に接続される送気通路接続部１６と、前記機器本体側コネクタ４に設けられ、前記内部空間１４と前記外部空間１５とを連通し、排気通路部１３に接続される排気通路接続部１７と、前記機器本体側コネクタ４を水密に覆う防水キャップ１８とを含む。

前記送気部１０は、送風ファンおよび該送風ファンの駆動回路などを含んで構成される。また前記排気部１１は、吸引ファンおよび該吸引ファンの駆動回路などを含んで構成される。さらに充電部５は、商用交流電源から取込んだ商用交流電力をＡＣ／ＤＣ変換する整流回路を含み、たとえばリチウムイオン電池などの二次電池によって実現される充電池３を満充電することができる充電器によって実現される。

前記充電装置６は、前記送気部１０の送気状態および送気停止状態ならびに前記排気部１１の排気状態および排気停止状態を、個別に切換える切換え操作部２０をさらに含む。前記切換え操作部２０は、送気部１０および排気部１１を手動によって個別にオン／オフする切換スイッチによって実現されてもよく、あるいは電子機器２から排気部１１に吸引した空気の温度を図示しない温度検出器によって検出し、その検出温度信号に応答して、検出温度が予め定める閾値温度以上になると、送気部１０および排気部１１の双方を駆動させて電子機器２の内部空間１４内の通気量を増加させ、検出温度が前記閾値未満であれば、送気部１０だけを駆動させ、あるいは排気部１１だけを駆動させて、充電装置６の消費電力を低減するように、送気部１０および排気部１１の各駆動回路を制御する制御装置によって実現されてもよい。このような制御装置としては、中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称ＣＰＵ）によって実現されてもよい。

図４は、機器本体側コネクタ４およびケーブル側コネクタ８が分離された状態を示す拡大斜視図である。前記電子機器２は、大略的に箱状の筐体２１を有し、筐体２１の背面板２には、横長四角形の取付け孔２３が形成される。背面板２２の前記取付け孔２３を規定する取付け孔部２４には、前記機器本体側コネクタ４が嵌合された状態で取付けられる。機器本体側コネクタ４は、取付け孔２３に対応した横長の四角筒状に形成される枠部２５と、枠部２５の前記内部空間１４内に突出する一端部に連なって面内方向に延びる板状の底部２６と、底部２６の長手方向中央部に連なる有底の四角筒状の雌型コネクタ部２７とを有する。

前記底部２６の前記雌型コネクタ部２７の一側方には、前記送気通路接続部１６が貫通して該底部２６に垂直に設けられ、前記底部２６の前記雌型コネクタ部２７の他側方には、前記排気通路接続部１７が貫通して該底部２６に垂直に設けられる。前記送気通路接続部１６および前記排気通路接続部１７は、直円筒体から成り、前記底部２６に一体的に形成される。前記雌型コネクタ部２７の下方に配置される内壁部分には、複数の電極２８が設けられる。また、背面板２２には、取付け孔部２４の長手方向一端部付近に、前記防水キャップ１８の嵌合孔３０が形成され、取付け孔部２４の長手方向他端部付近に、前記防水キャップ１８を閉鎖状態で係止する係止孔３１が形成される。前記背面板２２および機器本体側コネクタ４は、たとえば耐候性を有する硬質合成樹脂の成形材によって実現されてもよい。

前記防水キャップ１８は、長方形で板状の基部３３と、基部３３の一方の主面から突出し、前記枠部２５の内周面よりも僅かに面内方向に小さい四角形で環状の嵌合筒部３４と、嵌合筒部３４の外周部に装着される無端状のシール部材３５と、基部３３の長手方向一端部に連なり、前記嵌合孔３０に挿通されて抜止めされる抜止め片３６と、基部３３の長手方向他端部に連なり、前記係止孔３１に挿通されて着脱可能に係止される係止片３７とを有する。

前記シール部材３５は、合成樹脂から成るＯリングによって実現され、防水キャップ１８が機器本体側コネクタ４を閉鎖するように装着された状態では、枠部２５の内周面に周方向全周にわたって弾発的に接触し、内部への液体および塵埃などの微粒子の侵入を防止することができる。防水キャップ１８の前記シール部材３５を除く部分、すなわち基部３３、嵌合筒部３４、抜止め片３６および係止片３７は、耐候性を有する軟質合成樹脂、たとえばポリカーボネート（ＰＣ）または熱可塑性ポリウレタンエラストマから成り、全体に柔軟に変形させて機器本体側コネクタ４に容易に着脱可能に装着して、前記シール部材３５を枠部２５の内周面に弾発的に当接させ、水などの液体および塵埃などの微粒子の内部空間１４内への侵入を防止することができる。

しかも、防水キャップ１８は、軟質の合成樹脂製であるので、ケーブル側コネクタ８が機器本体側コネクタ４に装着されていない未使用状態で、機器本体側コネクタ４に装着されている防水キャップ１８を手指で把持して引張ることによって、防水キャップ１８を機器本体側コネクタ４から容易に離脱させ、機器本体側コネクタ４を開放状態にして、前記機器本体側コネクタ４の前記ケーブル側コネクタ８が接続される部分である雌型コネクタ部２７の開口部２７ａと、前記送気通路接続部１６と、前記排気通路接続部１７とを、水密に塞ぎ、水密性を確保することができる。

前記送気通路接続部１６および前記排気通路接続部１７は、可撓性合成樹脂から成る管体によって実現され、充電電力を供給する電力線および信号線を含む電線３９を被覆する被覆層４０によって被覆されて、前記充電ケーブル７に一体に設けられる。

本実施形態によれば、電子機器充電システム１が上記のように構成されるので、前記従来技術のように、防水機能のある電子機器は内部の空気が循環しないため、放熱性が非常に悪いという問題を解決し、電子機器２の内部空間１４の通気性を改善し、防水性を確保して、機器サイズを大形化せずに、充電に伴う充電池３およびその関連部品の発熱による昇温を抑制することができる。

（実施形態２）
図５は、本発明の他の実施形態の電子機器充電システム１ａが実施される電子機器２ａを背後から見た拡大背面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分に、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の電子機器充電システム１ａは、電子機器本体２ａの背面板２２に、縦長に機器本体側コネクタ４が取付けられ、この機器本体側コネクタ４の短辺方向（図５では左右方向）の両側に送気通路接続部１６および排気通路接続部１７が設けられる。これらの送気通路接続部１６および排気通路接続部１７は、流路断面積を大きくするために、軸直角断面が図示のように楕円形状または長円形状の管体によって実現される。

また、ケーブル側コネクタ８には、前述の送気通路接続部１６および排気通路接続部１７の機器本体側コネクタ４に対する配置位置に対応させて、機器本体側コネクタ４にケーブル側コネクタ８が接続された状態で、送気通路部１２および排気通路部１３の各他端部が連通して接続されるように設けられる。

このような実施形態においてもまた、前述の実施形態と同様に、電子機器２内の通気性を改善し、発熱源となる充電池３およびその関連部品を効率よく冷却することができる。

（実施形態３）
前述の実施形態１，２では、充電装置６にファンによって強制送気を行う送気部１０およびファンによって強制吸気を行う排気部１１の双方が設けられたが、本発明の他の実施形態では、充電装置６に送気部１０および排気部１１のいずれか一方だけをファンによって強制送気または強制吸引を行う構成とし、強制送気による空気の押込み圧力によって排気し、また強制吸気による吸引力に自然吸引して、電子機器本体２ａの内部空間を換気するように構成されてもよい。これによってもまた、前述の実施形態１，２と同様な効果を達成することができる。

（実施形態４）
前述の実施形態１〜３では、送気部１０および排気部１１にファンが用いられたが、ファンに代えて、たとえばダイヤフラムポンプが用いられてもよい。

以上のように本発明は、電子機器２の充電時に最も発熱する部分、たとえば充電池３、または電子機器２全体に対して、充電装置６から充電ケーブル７を介して、または互い接続されたケーブル側コネクタ８および機器本体側コネクタ４を介して、電子機器２の内部空間１４を空気を通過させて熱を効率よく排出し、これによって、電子機器２および充電装置６の構成を複雑化および大形化せずに、充電に伴う電子機器２の発熱、およびそれに伴うシステムの性能低下を防止することができる。

また、機器本体側コネクタ４に送気通路接続部１６および排気通路接続部１７が設けられ、ケーブル側コネクタ８に送気通路部１２および排気通路部１３の各他端部が設けられるので、機器本体側コネクタ４にケーブル側コネクタ８を接続することによって、送気通路接続部１６に送気通路部１２が接続されるとともに、排気通路接続部１７に排気通路部１３が接続され、ＵＳＢ規格のコネクタなどに本発明を好適に実施することができ、汎用性の高い充電システムを実現することができる。

１ 電子機器充電システム
２ 電子機器
２ａ 電子機器本体
３ 充電池
４ 機器本体側コネクタ
５ 充電部
６ 充電装置
７ 充電ケーブル
８ ケーブル側コネクタ
１０ 送気部
１１ 排気部
１２ 送気通路部
１３ 排気通路部
１４ 内部空間
１５ 外部空間
１６ 送気通路接続部
１７ 排気通路接続部
１８ 防水キャップ
２０ 切換え操作部
２１ 筐体
２２ 背面板
２３ 取付け孔
２４ 取付け孔部
２５ 枠部
２６ 底部
２７ 雌型コネクタ部
２８ 電極
３０ 嵌合孔
３１ 係止孔
３３ 基部
３４ 嵌合筒部
３５ シール部材
３６ 抜止め片
３７ 係止片
３９ 電線
４０ 被覆層

Claims (5)

1. 電子機器本体と、前記電子機器本体に設けられ、前記電子機器本体に電力を供給する充電池と、前記電子機器本体に設けられ、前記充電池に接続される機器本体側コネクタとを含む電子機器と、充電電力を出力する充電部を有する充電装置と、一端部が前記充電部に接続される充電ケーブルと、前記充電ケーブルの他端部に接続されるケーブル側コネクタと、を備える電子機器充電システムであって、
   前記充電装置に設けられ、空気を加圧して吐出する送気状態および前記空気の吐出を停止した送気停止状態のいずれかに切換え可能な送気部と、
   前記充電装置に設けられ、空気を吸引して排出する排気状態および前記空気の排出を停止した排気停止状態のいずれかに切換え可能な排気部と、
   一端部が前記送気部に接続され、他端部が前記ケーブル側コネクタに設けられる送気通路部と、
   一端部が前記排気部に接続され、他端部が前記ケーブル側コネクタに設けられる排気通路部と、
   前記機器本体側コネクタに設けられ、前記電子機器本体の内部空間と前記電子機器本体の周囲の外部空間とを連通し、前記送気通路部の他端部に接続可能な送気通路接続部と、
   前記機器本体側コネクタに設けられ、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、前記排気通路部の他端部に接続可能な排気通路接続部と、を備えることを特徴とする電子機器充電システム。
2. 前記送気通路部および前記排気通路部は、前記充電ケーブルに一体に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器充電システム。
3. 前記機器本体側コネクタの前記ケーブル側コネクタが接続される部分と、前記送気通路接続部と、前記排気通路接続部とを、水密に覆う防水キャップをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器充電システム。
4. 前記充電装置は、前記送気部の前記送気状態および送気停止状態ならびに前記排気部の排気状態および排気停止状態を、個別に切換える切換え操作部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子機器充電システム。
5. 前記電子機器は、携帯通信端末装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子機器充電システム。

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