JP2017157555A - 接続部材、電源装置、電子機器、及びシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パイプと、バネと、一対のピボットを有する接続部材を介して、バッテリからの電力を電子機器に供給する。一対のピボットは、それぞれ電気的に絶縁され、且つバッテリの一対の電極のいずれか一方と電気的に接続される。また電子機器は、一対のピボットが挿入され、且つ電力を受電することのできる一対の軸受部を有する。
【選択図】図1
Description
本発明の一態様は、パイプと、バネと、一対のピボットを有する接続部材である。当該接続部材は、例えば腕時計型の機器などにおいて、筐体(本体、ケースなどともいう)と、バンド(ストラップ、ベルトなどともいう)とを取り付けるためのバネ棒として用いることができる。なお、以降は本発明の一態様の接続部材を、バネ棒と表記する場合がある。
まず、以下で説明する接続部材、及び電源装置を、電子機器に装着した場合の例について説明する。ここでは、電子機器の一例として、腕時計型の情報端末機器を示す。
図1(C)に、接続部材10の軸方向に平行な方向の断面概略図を示す。
以下では、電源装置20に用いることのできるバッテリ22の構成例について説明する。
以下では、バッテリの電極(タブ)と、接続部材10とを電気的に接続するための導電性部材25の例について説明する。
以下では、電子機器に取り付けることのできる電源装置の例について説明する。ここでは特に、腕時計型の電子機器30に適用できる電源装置について説明する。
以下では、上述した電源装置から電力を受け取ることのできる電子機器の、より具体的な構成例について説明する。
以下では、電子機器30と、電源装置20と、接続部材10と、を有するシステムの構成例と、電子機器30及び電源装置20が有するバッテリの充放電を制御する方法の例について説明する。
図9(A)に、以下で例示するシステム50のブロック図を示す。システム50は、電子機器30と、電源装置20と、を有する。
制御部61は、プロセッサにより種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロセッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、記憶装置に格納されていてもよい。
電源制御部62は、例えばバッテリマネジメントユニット(BMU)を有していてもよい。BMUは電池のセル電圧やセル温度データの収集、過充電及び過放電の監視、セルバランサの制御、電池劣化状態の管理、電池残量(State Of Charge:SOC)の算出、故障検出の制御などを行う。
バッテリ65及びバッテリ22は、例えば1つ以上の一次電池や二次電池を有する。バッテリ65に用いることのできる二次電池として、例えばリチウムイオン二次電池や、リチウムイオンポリマー二次電池などが挙げられる。また、バッテリ65はこのような電池に加えて、過充電及び過放電等を防ぐ保護回路が設けられていてもよい。
以下では、機能回路63に用いることのできるコンポーネントの例について説明する。
表示装置としては、セグメント方式の表示装置、パッシブマトリクス型の表示装置、またはアクティブマトリクス型の表示装置等を用いることができる。また、表示装置として、タッチセンサとしての機能を付加したタッチパネルを用いることが好ましい。
記憶装置としては、例えば、フラッシュメモリ、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)、PRAM(Phase change RAM)、ReRAM(Resistance RAM)、FeRAM(Ferroelectric RAM)などの不揮発性の記憶素子が適用された記憶装置、またはDRAM(Dinamic RAM)やSRAM(Static RAM)などの揮発性の記憶素子が適用された記憶装置等を用いてもよい。また例えばハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)やソリッドステートドライブ(Solid State Drive:SSD)などの記録メディアドライブを用いてもよい。
サウンドコントローラは、音声入力部及び音声出力部の制御を行う機能を有する。音声入力部は例えばマイクロフォンや音声入力コネクタ等を有する。また音声出力部は例えばスピーカや音声出力コネクタ等を有する。音声入力部及び音声出力部はそれぞれサウンドコントローラに接続され、バスライン69を介して制御部61と接続する。音声入力部に入力された音声データは、サウンドコントローラにおいてデジタル信号に変換され、サウンドコントローラや制御部61において処理される。一方、サウンドコントローラは、制御部61からの命令に応じて、ユーザが可聴なアナログ音声信号を生成し、音声出力部に出力する。音声出力部が有する音声出力コネクタには、イヤフォン、ヘッドフォン、ヘッドセット等の音声出力装置を接続可能で、当該装置にサウンドコントローラで生成した音声が出力される。
通信モジュールは、アンテナを介して通信を行うことができる。例えば制御部61からの命令に応じて電子機器30をコンピュータネットワークに接続するための制御信号を制御し、当該信号をコンピュータネットワークに発信する。これによって、World Wide Web(WWW)の基盤であるインターネット、イントラネット、エクストラネット、PAN(Personal Area Network)、LAN(Local Area Network)、CAN(Campus Area Network)、MAN(Metropolitan Area Network)、WAN(Wide Area Network)、GAN(Global Area Network)等のコンピュータネットワークに電子機器30を接続させ、通信を行うことができる。またその通信方法として複数の方法を用いる場合には、アンテナは当該通信方法に応じて複数有していてもよい。
姿勢検出モジュールは、電子機器30の傾きや姿勢等を検出する機能を有する。例えば姿勢検出モジュールとしては、加速度センサ、角速度センサ、振動センサ、圧力センサ、ジャイロセンサ等を用いることができる。また、これらのセンサを複数組み合わせて用いてもよい。
外部インターフェースとしては、例えば筐体31に設けられた1つ以上のボタンやスイッチ(筐体スイッチともいう)、その他の入力コンポーネントが接続可能な外部ポートなどが挙げられる。外部インターフェースは、バスライン69を介して制御部61と接続される。筐体スイッチとしては、電源のオン/オフと関連付けられたスイッチ、音量調節のためのボタン、カメラ撮影用ボタンなどがある。
カメラモジュールは、静止画や動画を撮影する機能を有する。カメラモジュールは、例えばバスライン69を介して制御部61と接続される。例えば筐体に設けられたスイッチが押されることや、タッチパネルへのタッチ操作と連動して、静止画または動画を撮影することができる。またカメラモジュールは、撮影用の光源を有していてもよい。例えばキセノンランプなどのランプ、LEDや有機ELなどの発光素子等を用いることができる。または、撮影用の光源として、タッチパネルが発する光を利用してもよく、その場合には、白色だけでなく様々な色の光を撮影用の光源として用いてもよい。
振動モジュールは、電子機器30を振動させる振動素子と、振動素子を制御する振動コントローラと、を有する。振動素子としては、振動モータ(偏心モータ)、共振アクチュエータ、磁歪素子、圧電素子など、電気信号や磁気信号を振動に変換することのできる素子を用いることができる。
センサモジュールは、センサユニットと、センサコントローラとを有する。センサコントローラは、センサユニットにバッテリーモジュール等からの電力を供給する。またセンサコントローラはセンサユニットからの入力を受け、制御信号に変換してバスライン69を介して制御部61に出力する。センサコントローラにおいて、センサユニットのエラー管理を行ってもよいし、センサユニットの校正処理を行ってもよい。なお、センサコントローラは、センサユニットを制御するコントローラを複数備える構成としてもよい。
続いて、図9(A)に示すシステム50の動作について説明する。
図10は、システム50の動作に係るフローチャートである。図10は、バッテリ22及びバッテリ65のうち、いずれか一方の電力を使用するように動作させる場合の例である。以下の動作は、主に制御部61により実行される。
図11は、システム50の動作に係るフローチャートである。図11は、バッテリ22とバッテリ65を充電する動作にかかるフローである。特に図11は、バッテリ22を優先的に充電する場合の例である。以下の動作は、主に制御部61により実行される。
図12は、システム50の動作に係るフローチャートである。図12は、バッテリ22とバッテリ65を充電する動作にかかるフローである。特に図12は、バッテリ65を優先的に充電する場合の例である。以下の動作は、主に制御部61により実行される。
上記では、本発明の一態様の接続部材、電源装置等が適用可能な電子機器として、腕時計型の情報端末を例に説明したが、これに限られることなく、様々な電子機器に適用することができる。以下では、上記とは異なる電子機器の例について説明する。
以下では、本発明の一態様のバッテリ22等に用いることのできる二次電池の構成例と、その作製方法例について、図面を参照して説明する。特に、以下では、曲げることのできる二次電池の例について説明する。
図15は二次電池102の外観を示す斜視図である。図16(A)は、図15にA1−A2の一点鎖線で示した部位の断面図である。また、図16(B)は、図15にB1−B2の一点鎖線で示した部位の断面図である。
正極511は、正極集電体501と、正極集電体501上に形成された正極活物質層502などにより構成される。図16ではシート状(又は帯状)の正極集電体501の一方の面に正極活物質層502を有する正極511を1枚、両面に正極活物質層502を有する正極511を1枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。正極集電体501の一方の面に正極活物質層502を有する正極511のみを用いてもよい。また両面に正極活物質層502を有する正極511のみを用いてもよい。両面に正極活物質層502を有する正極511を用いることで、二次電池102の容量を大きくすることができる。また3枚以上の正極511を有する二次電池102としてもよい。二次電池102が有する正極511を増やすと、二次電池102の容量を大きくすることができる。
負極515は、負極集電体505と、負極集電体505上に形成された負極活物質層506などにより構成される。図16ではシート状(又は帯状)の負極集電体505の一方の面に負極活物質層506を有する負極515を1枚、両面に負極活物質層506を有する負極515を1枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。負極集電体505の一方の面に負極活物質層506を有する負極515のみを用いてもよい。この場合、負極集電体505の負極活物質層506を有さない面同士が接触するように配置すると、摩擦の少ない接触面を形成することができ、二次電池102を湾曲した際の応力を逃がしやすく好ましい。また負極集電体505の両面に負極活物質層506を有する負極515のみを用いてもよい。両面に負極活物質層506を有する負極515を用いることで、二次電池102の容量を大きくすることができる。また3枚以上の負極515を有する二次電池102としてもよい。二次電池102が有する負極515を増やすことで、二次電池102の容量を大きくすることができる。
セパレータ503を形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。
電解液504は、電解質として、キャリアイオンが移動可能であり、且つキャリアイオンであるリチウムイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例としては、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(SO2F)2N等のリチウム塩がある。これらの電解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
二次電池の構造としては、様々な構造があるが、本実施の形態では、外装体507の形成にフィルムを用いる。なお、外装体507を形成するためのフィルムは金属フィルム(アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼など)、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機材料(有機樹脂や繊維など)と無機材料(セラミックなど)とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム(カーボンフィルム、グラファイトフィルムなど)から選ばれる単層フィルムまたはこれら複数からなる積層フィルムを用いる。金属フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス加工を行って凹部または凸部を形成すると外気に触れる外装体507の表面積が増大するため、放熱効果に優れている。
以下では、上記二次電池102の作製方法の一例について説明する。
まず、セパレータ503上に正極活物質層502が形成された正極511を配置する(図17(A)参照。)。なお図17(A)では、スリットを形成することにより蛇行形状となった正極集電体501の、両面に正極活物質層502を有する例を示す。
次に、負極515を用意する(図17(C)参照)。図17(C)では、スリットを形成することにより蛇行形状となった負極集電体505の、両面に負極活物質層506を有する例を示す。
次に、正極511および負極515を積み重ねる(図18(A)参照。)。本実施の形態では、正極511および負極515を2枚ずつ用いる例を示す。
外装体に用いるフィルムを折り曲げ、重なり合った一辺を熱圧着により接合する。図18(B)に外装体507の一辺を熱圧着により接合した部位を、接合部507aとして示す。この外装体507で、正極511および負極515を覆う。
次に、正極リード521が有する封止層520および負極リード525が有する封止層520と重畳する外装体507の一辺を、上記と同様に熱圧着する(図19(A))。その後、図19(A)に示す、外装体507の封止されていない辺507bから、電解液504を外装体507で覆われた領域に入れる。
二次電池102の変形例として、図20(A)に二次電池102を示す。図20(A)に示す二次電池102は、図15の二次電池102と比べて正極リード521と負極リード525の配置が異なる。具体的には、図15の二次電池102では正極リード521および負極リード525が外装体507の同じ辺に配置されているが、図20の二次電池102では正極リード521および負極リード525をそれぞれ外装体507の異なる辺に配置している。このように、本発明の一態様の二次電池は、リードを自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の生産性を高めることができる。
11 パイプ
11a 隔壁
11b 部分
11c 部分
12 ピボット
12a 先端部
12b 鍔部
12c 軸部
12d 末端部
13 バネ
13a バネ
13b バネ
14 緩衝材
15 緩衝材
20 電源装置
20a 電源装置
20b 電源装置
21 外装体
21a 外装体
21b 外装体
21c 外装体
21d 外装体
22 バッテリ
23 タブ
24 配線
25 導電性部材
26 外装体
27 内容物
28 保護回路
29 基板
30 電子機器
31 筐体
32 表示部
33 ラグ
34 軸受部
35 スイッチ
41 バッテリ
42 タブ
42a 電極
42b 電極
50 システム
51 尾錠
52 孔
61 制御部
62 電源制御部
63 機能回路
64 センサ
65 バッテリ
66 受電部
68 電力供給線
69 バスライン
71 端子
72 配線
73a 緩衝部
73b 緩衝材
75 基板
76a FPC
76b FPC
102 二次電池
300 ヘッドマウントディスプレイ
301 筐体
302 表示部
303 操作ボタン
305 レンズ
306 ダイヤル
310 携帯情報端末
311 筐体
312 表示部
313 操作ボタン
314 外部接続ポート
315 スピーカ
316 マイク
317 カメラ
320 カメラ
321 筐体
322 表示部
323 操作ボタン
324 シャッターボタン
326 レンズ
501 正極集電体
502 正極活物質層
503 セパレータ
503a 接合部
504 電解液
505 負極集電体
506 負極活物質層
507 外装体
507a 接合部
507b 辺
511 正極
511a 領域
515 負極
520 封止層
521 正極リード
525 負極リード
Claims (15)
- 一対のピボットと、パイプと、バネを有する接続部材であって、
前記ピボットは、先端部と、鍔部と、軸部と、末端部と、を有し、
前記バネは、前記パイプの内部であって、且つ一対の前記ピボットの間に位置し、
前記末端部は、前記パイプの内部に位置する部分であり、
前記先端部及び前記鍔部は、自然状態において前記パイプから突出する部分であり、
前記軸部は、前記鍔部と前記末端部との間に位置する部分であり、
前記軸部は、自然状態において前記パイプから突出し、且つ前記バネが縮まった状態において前記パイプの内部に位置する部分を有し、
前記軸部、及び前記先端部は、導電性を有する部分を有し、
一対の前記ピボットは、それぞれ電気的に絶縁されている、
接続部材。 - 請求項1において、
一対の前記ピボットにおける、前記末端部の表面と、前記軸部の前記末端部側の一部の表面とは、それぞれ絶縁性を有する、
接続部材。 - 請求項1または請求項2において、前記バネを2つ有し、
2つの前記バネの間に、緩衝部材を有し、
前記緩衝部材の表面は、絶縁性を有する、
接続部材。 - 請求項3において、
前記緩衝部材と、前記パイプとは、一体に設けられている、
接続部材。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記バネの表面は、絶縁性を有する、
接続部材。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の接続部材と、バッテリと、帯状の外装体と、を有する電源装置であって、
前記バッテリは、一対の電極を有し、
一対の前記電極はそれぞれ、前記軸部と電気的に接続され、
前記外装体は、前記バッテリ、及び前記接続部材の前記パイプを覆って設けられ、
前記接続部材の前記先端部は、前記外装体から露出するように設けられた、
電源装置。 - 請求項6において、
一対の導電性部材を有し、
前記導電性部材は、前記バッテリの前記電極と電気的に接続し、
前記導電性部材は、前記軸部と接触するように嵌合する、
電源装置。 - 請求項7において、
前記軸部は、回転方向に回転可能であり、且つ前記軸部の延伸方向に摺動可能であるように、前記導電性部材と嵌合する、
電源装置。 - 請求項7において、
前記軸部は、回転方向には固定され、且つ前記軸部の延伸方向に摺動可能であるように、前記導電性部材と嵌合する、
電源装置。 - 請求項6乃至請求項9のいずれか一において、
前記外装体は、可撓性を有し、
前記バッテリは、前記外装体の変形に追従して変形する機能を有する、
電源装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の接続部材、または請求項6乃至請求項10のいずれか一に記載の電源装置を取り付け可能な電子機器であって、
筐体と、電力制御回路と、を有し、
前記筐体は、一対の軸受部を有し、
前記電力制御回路は、前記筐体内に配置され、
前記軸受部は、前記接続部材の先端部と電気的に接続することが可能であり、
一対の前記軸受部と、前記電力制御回路とは、それぞれ配線によって電気的に接続される、
電子機器。 - 請求項11において、
前記筐体内に、センサを有し、
前記センサは、前記一対の軸受部が、電気的に絶縁されていること、または電気的に導通していることを検知する機能を有する、
電子機器。 - 請求項11において、
前記筐体内に、センサを有し、
前記センサは、前記一対の軸受部の間の電位差を検知する機能を有する、
電子機器。 - 一対の軸受部と、制御部と、電源制御部と、第1のバッテリと、センサと、機能回路と、を有するシステムであって、
前記センサは、前記一対の軸受部間の電位差を電位情報として前記制御部に出力する機能を有し、
前記電源制御部は、前記制御部により制御され、且つ、前記第1のバッテリの電力と、一対の前記軸受部から供給される電力と、のいずれか一方を、前記機能回路に出力する機能を有し、
前記制御部は、前記電位情報が、導通状態、絶縁状態、または電位差が所定の値を下回った状態のいずれかを示す情報である場合に、前記第1のバッテリの電力を出力するように前記電源制御部を制御する機能と、前記電位情報が、所定の電位差以上である状態を示す情報である場合に、一対の前記軸受部から供給される電力を出力するように前記電源制御部を制御する機能と、を有する、
システム。 - 請求項14において、
受電部を有し、
前記電源制御部は、前記受電部から供給される電力を、前記第1のバッテリ、及び一対の前記軸受部に出力する機能を有し、
前記制御部は、前記電位情報が、電位差が所定の値を下回った状態を示す情報である場合に、前記受電部から供給される電力を前記軸受部に出力するように、前記電源制御部を制御する機能を有する、
システム。
Priority Applications (3)
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