JP3995605B2 - 携帯用通信機器の充電器用コネクタ及び充電器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の携帯用通信機器に内蔵されている二次電池からなるバッテリに充電する装置に係る技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、携帯用通信機器には、内蔵されているバッテリに家庭用電源を利用して充電する専用の充電器が付属されている。然しながら、待機電力等を消耗する携帯用機器の特性から、専用の充電器を設置していない外出先等でバッテリに充電の必要性が生ずることがある。このため、専用の充電器を使用せずに、携帯用通信機器のバッテリに緊急避難的に充電する技術の開発が切望されている。
【0003】
従来、携帯用通信機器のバッテリに緊急避難的に充電する技術としては、例えば、以下に記載のものが知られている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−27680号公報
【特許文献2】
特開平10−32934号公報
【0005】
特許文献1には、汎用され入手の容易な一次電池である乾電池を臨時電源として、携帯用通信機器の外部機器接続用のコネクタに接続される出力端子と、臨時電源の充電電流を定電圧で供給する定電圧回路を備えた携帯用通信機器の充電装置が記載されている。
【0006】
特許文献2には、前述の特許文献1に加えて、出力端子が携帯用通信機器の外部機器接続用のコネクタに正負逆に接続された際に通電を阻止する逆接続保護回路を備えた携帯用通信機器の充電装置が記載されている。
【0007】
なお、携帯用通信機器Aが例えば「共通デジタルセルラホーン共通仕様」として標準化された規格の携帯電話である場合、図14(A)に示すように、電話機回線Aaに接続された8ピン2列の合計16ピンからなるコネクタAbの1番ピンと8番ピンとが充電装置Bの臨時電源Ba、充電回路Bbに接続した出力端子Bcに接続されることになる。コネクタAbの1番ピンは、充電出力の正側に位置する。コネクタAbの8番ピンは、充電出力の負側に位置する。ところが、逆接続になった場合、図14(B)に示すように、充電装置Bの出力端子Bcに携帯用通信機器AのコネクタAbの16番ピン、9番ピンが接続することになって、充電装置Bの臨時電源Baが6Vであるとすると、携帯用通信機器AのコネクタAbの16番ピン、9番ピンに3.6Vの負の電圧が掛かって矢印方向へ約2Aの電流が流れることになる。この約2Aの電流は、0.5〜0.7Aの充電電流を想定して設計されている携帯用通信機器A、充電装置Bに対して過大電流となって劣化、破壊を引起こす可能性がある。従って、充電装置Bに逆接続保護回路を備えることに重要な意義がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1、2に係る携帯用通信機器の充電装置では、定電圧回路、逆接続保護回路の構成に具体性がないため、外出先等での使用に適応できるように全体をコンパクトに構成することに困難性が伴うという問題点がある。
【0009】
また、逆接続保護回路としては、リレー回路、ヒューズ等からなる具体的な公知の技術も知られている。然しながら、これ等の公知の技術は、いわば前述の専用の充電器等に組込まれる大型のもので、外出先等での使用に適応できるように全体をコンパクトに構成するには適さないものである。
【0010】
さらに、逆接続保護回路を動作させて保護するよりも、積極的に逆接続が防止される構造であることが望ましい。
【0011】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、全体をコンパクトに構成するための定電圧回路、逆接続保護回路を備えた構成携帯用通信機器の充電器用コネクタとこの充電器用コネクタを備える充電器を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタと充電器は、次のような手段を採用する。
【0013】
即ち、請求項1に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタでは、携帯用通信機器の外部機器接続部に接続される接続端子と、臨時電源の充電電流を定電圧で供給する定電圧回路と、接続端子が携帯用通信機器の外部機器接続部に正負逆に接続された際に通電を阻止する逆接続保護回路と、これらを収納するコネクタハウジングとを備え、コネクタハウジングには正負の向きを確認可能な識別構造部が設けられ、逆接続保護回路には接続端子の携帯用通信機器の外部機器接続部への接続状態に応動して切換えられるスイッチング機能が設けられ、逆接続保護回路と定電圧回路は、携帯用通信機器の外部機器接続部に正負逆に接続された場合に、逆接続保護回路のスイッチング切換えに応動して定電圧回路が内部のスイッチング機能によってオフ状態に切換えられるように接続されていることを特徴とする。
【0014】
この手段では、定電圧回路、逆接続保護回路がコネクタハウジングに収納されているので、コネクタハウジングの識別構造部により正負の向きが確認され、正確な正負の向きで携帯用通信機器の外部機器接続部に充電器用コネクタが接続可能となる。
【0016】
この手段では、定電圧回路、逆接続保護回路がコネクタハウジングに収納されているので、コネクタハウジングの識別構造部により正負の向きが確認され、正確な正負の向きで携帯用通信機器の外部機器接続部に充電器用コネクタが接続される。正負の向きを間違えたときには、逆接続保護回路のスイッチング切り換えにより低電圧回路が切換えられる。
【0017】
また、請求項2では、請求項1記載の携帯用通信機器の充電器用コネクタにおいて、識別構造部がコネクタハウジングの表面に正負を示す表示部として設けられていることを特徴とする
【0018】
この手段では、充電接続するに際して、最も視覚が集中する接続端子部位の表面から正負の向きが容易に確認され、逆接続が確実に未然防止される機能が備えられる。
【0019】
また、請求項3では、請求項2記載の携帯用通信機器の充電器用コネクタにおいて、表示部がコネクタハウジングを異なる着色で樹脂成形してなることを特徴とする
【0020】
この手段では、識別構造部がコネクタハウジングが異なる着色で美麗且つ明瞭に表示され、逆接続が確実に未然防止される機能が備えられる。
【0021】
また、請求項4では、請求項2記載の携帯用通信機器の充電器用コネクタにおいて、表示部がコネクタハウジングの表面に設けられる文字、記号などであることを特徴とする。
【0022】
この手段では、充電接続するに際して、文字や記号などにより正負の向きを容易に認識させ、無意識下でのうっかり逆接続が確実に未然防止される機能が備えられる。
【0023】
さらに、請求項5に係る携帯通信機器の充電器では、請求項1から4のいずれか記載の携帯通信機器の充電器用コネクタと充電電源を装備する本体とから一体構成されることを特徴とする
【0024】
この手段では、充電器用コネクタの識別構造部によってコネクタの正負の向きが正確に確認され、正確な向きで本体を把持して逆接続が未然防止される携帯通信機器の充電器機能が備えられる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態を図1〜図13に基づいて説明する。
【0026】
図1〜図3は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタと充電器の実施の形態(1)を示すものである。
【0027】
この実施の形態では、前述の図14に示した充電器Bの接続端子として出力端子Bcを3個として、「共通デジタルセルラホーン共通仕様」として標準化された規格の携帯電話である携帯用通信機器AのコネクタAbの3番ピン(逆接続の際には14番ピン)に接続されるものを追加したものを示してある。
【0028】
この実施の形態は、充電器Bの充電回路Bbに定電圧回路1、逆接続保護回路2を構成している。
【0029】
定電圧回路1は、アルカリ乾電池等からなる臨時電源Baの正側と充電出力の正側に位置する出力端子Bcとの間に、抵抗R1とスイッチング機能を有する半導体素子であるトランジスタQ1とが並列に接続され、トランジスタQ1のエミッタに抵抗R2が直列に接続されている。抵抗R1、トランジスタQ1のベースと追加された出力端子Bcとの間には、ツエナダイオードD1が直列に接続されている。抵抗R1は、トランジスタQ1のベースバイアス抵抗として200〜500Ωに設定される。抵抗R2は、電流制限のために数Ωに設定される。トランジスタQ1は、npn形からなる。
【0030】
逆接続保護回路2は、スイッチング機能を有する半導体素子であるトランジスタQ2のベースに抵抗R3、ダイオードD2が直列に接続されている。トランジスタQ2のエミッタは、定電圧回路1の抵抗R2と充電出力の正側に位置する出力端子Bcとの間に接続されている。トランジスタQ2のコレクタは、定電圧回路1の抵抗R1、トランジスタQ1、ツエナダイオードD1の間に接続されている。トランジスタQ2は、npn形からなるもので、ONの際のコレクタ−エミッタ間電圧が0.7V以下に設定される。
【0031】
この実施の形態(1)によると、定電圧回路1、逆接続保護回路2が半導体素子を主要素子として小形の基板に実装可能な回路構成になっているため、外出先等での使用に適応できるように全体をコンパクトに構成することに寄与することができる。また、半導体素子としてトランジスタ、ダイオードを採用しているため、安価で安定性のある回路を構成することができる。
【0032】
この実施の形態(1)が携帯用通信機器AのコネクタAbに正接続された場合には、定電圧回路1のトランジスタQ1がツエナダイオードD1の電圧に従い抵抗R1により順方向にバイアスされてON状態となるため、臨時電源Baの正側からトランジスタ(コレクタ−エミッタ)Q1、出力端子Bc、携帯用通信機器AのコネクタAb(8番ピン)、電話機回線(バッテリ)Aa、コネクタAb(1番ピン、出力端子Bcを介して臨時電源Baの負側に至る閉回路が形成され、充電電流が流れることになる。この充電の際には、定電圧回路1が充電電流の電圧を安定的に保持するとともに臨時電源Baの電圧が低下した際の電流の逆流を阻止する。なお、逆接続保護回路2のトランジスタQ2は、エミッタ−ベース間で抵抗R3、ダイオードD2を介して逆方向にバイアスされてOFF状態となるため、定電圧回路1のトランジスタQ1に影響を及ぼすことはない。
【0033】
この実施の形態(1)が携帯用通信機器AのコネクタAbに逆接続された場合には、出力端子Bcに0.7Vの負の電圧が掛かると、逆接続保護回路2のトランジスタQ2がスイッチング機能によってON状態に切換えられ、定電圧回路1のトランジスタQ1がスイッチング機能によってOFF状態に切換えられる。この結果、前述の充電電流が流れる閉回路が臨時電源Baの正側から抵抗R1、逆接続保護回路2のトランジスタ(コレクタ−エミッタ)Q2を介して出力端子Bc至る回路に変更され、抵抗R1によって流れる電流が制限されることになる。従って、携帯用通信機器A、充電器Bに過大電流が流れることがなく、携帯用通信機器A、充電器Bの劣化、破壊が防止される。
【0034】
なお、定電圧回路1のツエナダイオードD1は、追加された出力端子Bcに接続されて、携帯用通信機器AのコネクタAbに接続されない場合に無用の電流が流れるのを防止する。また、追加された出力端子Bcは、前述の逆接続の場合に、定電圧回路1のツエナダイオードD1、逆接続保護回路2のトランジスタ(コレクタ−エミッタ)Q2、充電出力の正側の出力端子Bcに接続される。従って、他の経路で過大電流が流れるようなこともない。
【0035】
ここで、図2には、出力端子Bcを携帯用通信機器AのコネクタAbの8ピン2列の構造に対応させてコネクタハウジング4に収納し、これをコネクタ3に組立て、使用を便利にするようにしたものが示されている。コネクタ3には、正負の向きを確認可能な識別構造部6が設けられている。識別構造部6としては、目視により正負の向きを確認可能なものであればよい。図3に示すように、コネクタハウジング4の最も容易に肉視可能な部位である出力端子側中央部に印刷、着色あるいかシ−ル付着等によって表示部6aが設けられている。表示部6aは着色、発光、蓄光等を利用して識別力を高めることが望ましい。
【0036】
上記コネクタ3は、臨時電源Baが収容されたケーシング本体5に着脱可能に取付けるようにしたものが示されている。このコネクタ3には、目視により正負の向きを確認可能な識別構造部6が設けられている。
【0037】
図4及び図5は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタの実施の形態(2)を示すものである。
【0038】
この実施の形態(2)では、識別表示部6は、コネクタハウジング4の両側の全面に異なる色彩の表示部61、62を備えている。表示部61、62は正の向き側と負の向き側とに表裏に形成され、例えばコネクタハウジング4を樹脂成形するに際して使用される2色樹脂成形機などで利用される。色彩としては任意な色、透明あるいはスケルトンなどの組合せで選択される。
【0039】
この実施の形態(2)によると、コネクタハウジング4の樹脂成形時に識別構造部6を設けることができ、コネクタハウジング4の全体から美麗且つ明瞭に表示して逆接続を確実に未然防止可能となる。また、本体5へのコネクタハウジング4の組付けに当たっても識別作業が容易となる。
【0040】
図6及び図7は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタ実施の形態(3)を示すものである。
【0041】
この実施の形態(3)の識別表示部6は、コネクタハウジング4の両側の表面に文字などの表示部63、64を備えている。表示部63、64はコネクタハウジング4を成形するに際して成形して形成するか、成形後に貼付や印刷等で付与される。
【0042】
この実施の形態(3)によると、コネクタハウジング4の表示部63、64の文字などを目視して接続の向きを確認することができ、明瞭に意識して逆接続を確実に未然に防止可能となる。
【0043】
図8は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(4)を示すものである。
【0044】
この実施の形態(4)では、前述の実施の形態(1)の定電圧回路1に抵抗R2とともに電流制限回路を構成するnpn形のトランジスタQ3を追加してある。
【0045】
この実施の形態(4)によると、前述の充電器の実施の形態(1)に比して充電の際の電流制限性能が向上する外は、前述の実施の形態(1)とほぼ同様の作用、効果が奏される。
【0046】
なお、この実施の形態の追加されたトランジスタQ3は、定電圧回路1のトランジスタQ1がOFF状態になると、抵抗R2へ電流が流れなくなるため、OFF状態に切換えられて不具合を生ずることはない。
【0047】
図9、図10は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(5)を示すものである。
【0048】
この実施の形態(5)では、前述の充電器の実施の形態(1)〜(4)とは異なり、出力端子Bcを2個として定電圧回路1、逆接続保護回路2を大幅に組換えている。ただし、前述の実施の形態(1)〜(4)のコンパクト性を損なうことがないように、半導体素子を主要素子としていることに変化はない。
【0049】
定電圧回路1は、電界効果トランジスタ(FET)からなるトランジスタQ10と、npn形のトランジスタQ20と抵抗R10、R20とで構成されている。そして、電流制限回路としてトランジスタQ20と抵抗R20とが接続されている。トランジスタQ10は、ゲート−ソース間に数Vの正の電圧が掛かった場合にON状態となり、ゲート−ソース間に数V以下の正の電圧が掛かった場合にOFF状態となるように設定されている。
【0050】
逆接続保護回路2は、npn形のトランジスタQ30、Q40と、抵抗R30、R40、R50、R60、R70と、ダイオードD10とで構成されている。
【0051】
この実施の形態(5)が携帯用通信機器AのコネクタAbに正接続された場合には、回路を変形した図10から明らかなように、逆接続保護回路2のトランジスタQ40がエミッタ−ベース間に抵抗60、ダイオードD10を介して逆方向にバイアスされてOFF状態となるため、定電圧回路1のトランジスタQ10に影響を及ぼすことはない。従って、臨時電源Baの正側から携帯用通信機器AのコネクタAb(8番ピン)、電話機回線(バッテリ)Aa、コネクタAb(1番ピン)、定電圧回路1のトランジスタ(ドレイン−ソース)Q10、抵抗R20を介して臨時電源Baの負側に至る閉回路が形成され、充電電流が流れることになる。この充電の際には、定電圧回路1が充電電流の電圧を安定的に保持するとともに臨時電源Baの電圧が低下した際の電流の逆流を阻止する。
【0052】
さらに、この実施の形態(5)が携帯用通信機器AのコネクタAbに逆接続された場合には、逆接続保護回路2のダイオードD10、抵抗60を介してトランジスタQ40がベース−エミッタ間を順方向にバイアスされてON状態に切換えられる。そして、臨時電源Baと逆接続保護回路2のトランジスタQ40のコレクタ−エミッタ間のオン電圧とを抵抗R40、R50で分圧した電圧によって、逆接続保護回路2のトランジスタQ30がON状態に切換えられ、定電圧回路1のトランジスタQ10がOFF状態に切換えられる。この結果、臨時電源Ba、逆接続回路には、かなりの抵抗が存在することになって、流れる電流が制限されることになる。従って、携帯用通信機器A、充電器Bに過大電流が流れることがなく、携帯用通信機器A、充電器Bの劣化、破壊が防止される。
【0053】
図11は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(6)を示すものである。
【0054】
この実施の形態(6)では、前述の充電器の実施の形態(5)の逆接続保護回路2のトランジスタQ30とQ40とをpnp形の1個のトランジスタ300に置換えてある。また、定電圧回路1の電流制限回路の一部を逆接続保護回路2の一部で兼用している。
【0055】
この実施の形態(6)によると、前述の充電器の実施の形態(5)とほぼ同様の作用、効果を奏することに加えて、前述の実施の形態(5)に比して回路構成を簡素化することができる利点がある。
【0056】
図12は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(7)を示すものである。
【0057】
この実施の形態(7)では、前述の充電器の実施の形態(1)の出力端子Bcを2個として、ツエナダイオードD1に代えて臨時電源Baの負側と充電出力の負側の出力端子Bcとの間にダイオードD3を直列に接続し、臨時電源Baの正側と抵抗R1、トランジスタQ1との間に抵抗R4を直列に接続してある。
【0058】
この実施の形態(7)によると、前述の充電器の実施の形態(1)とほぼ同様の作用、効果が奏される。
【0059】
図13は、本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(8)を示すものである。
【0060】
この実施の形態(8)では、前述の充電器の実施の形態(7)を既存の専用の充電器C等に組込みまたはアタッチメント式に接続できる使用例を示している。半導体素子を主要素子として小形の基板に実装可能な回路構成になっているため、既存の専用の充電器C等へ簡単に適用することもできる。
【0061】
なお、この実施の形態では、前述の充電器の実施の形態(7)におけるダイオードD3、抵抗R4が不要になる。
【0062】
以上、図示した充電器の実施の形態の外に、半導体素子としてサイリスタ、ゲートIC等を選択することも可能である。
【0063】
さらに、前述の携帯用通信機器の充電器用コネクタと充電器の実施の形態(1)に示すように、充電器用コネクタの実施の形態(2)(3)と充電器の実施の形態(4)〜(8)を夫々一体に組合わせて実施可能である。
【0064】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタは、コネクタハウジングの識別構造部により正負の向きを確認することができ、正確な正負の向きで携帯用通信機器の外部機器接続部に充電器用コネクタを逆接続することなく正確に接続することが可能となり、逆接続保護回路に接続しないように予め未然防止することができる。特に、識別構造部によって正負の向きがあることを認識させるために、うっかり防止効果が果たされ、
【0065】
その結果、本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタは、各種電源構造の本体に、逆接続の未然防止機能を有する組付け可能なコネクタとして提供できる。
【0066】
また、本発明に係る携帯用通信機器の充電器は、定電圧回路、逆接続保護回路がコネクタハウジングに収納され、これらが小形の基板に実装可能な半導体素子、抵抗で構成するために、全体をコンパクトに構成して本体と組付けすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタと充電器の実施の形態(1)を示す回路図である。
【図2】 図1のコネクタの機械的構成図である。
【図3】 図1、2における充電器の全体の機械的構成図である。
【図4】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタの実施の形態(2)を示す平面図である。
【図5】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタの実施の形態(2)を示す側面図である。
【図6】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタの実施の形態(3)を示す表面図である。
【図7】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器用コネクタの実施の形態(3)を示す裏面図である。
【図8】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(4)を示す回路図である。
【図9】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(5)を示す回路図である。
【図10】 図9の変形回路図である。
【図11】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(6)を示す回路図である。
【図12】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(7)を示す回路図である。
【図13】 本発明に係る携帯用通信機器の充電器の実施の形態(8)を示す回路図である。
【図14】 従来技術の不具合を説明するための回路図であり、(A)に正接続状態が示され、(B)に逆接続状態が示されている。
【符号の説明】
1 定電圧回路
2 逆接続保護回路
3 コネクタ
4 コネクタハウジング
5 本体
6 識別構造部
61、62、63、64
表示部
A 携帯用通信機器
Ab コネクタ
B 充電器
Bc 出力端子
D1、D2・・ ダイオード
Q1、Q2・・ トランジスタ(半導体素子)
R1、R2・・ 抵抗
Claims (5)
- 携帯用通信機器の外部機器接続部に接続される接続端子と、臨時電源の充電電流を定電圧で供給する定電圧回路と、接続端子が携帯用通信機器の外部機器接続部に正負逆に接続された際に通電を阻止する逆接続保護回路と、これらを収納するコネクタハウジングとを備え、コネクタハウジングには正負の向きを確認可能な識別構造部が設けられ、逆接続保護回路には接続端子の携帯用通信機器の外部機器接続部への接続状態に応動して切換えられるスイッチング機能が設けられ、逆接続保護回路と定電圧回路は、携帯用通信機器の外部機器接続部に正負逆に接続された場合に、逆接続保護回路のスイッチング切換えに応動して定電圧回路が内部のスイッチング機能によってオフ状態に切換えられるように接続されていることを特徴とする携帯用通信機器の充電器用コネクタ。
- 請求項1記載の携帯用通信機器の充電器用コネクタにおいて、識別構造部がコネクタハウジングの表面に正負を示す表示部として設けられていることを特徴とする携帯通信機器の充電器用コネクタ。
- 請求項2記載の携帯用通信機器の充電器用コネクタにおいて、表示部がコネクタハウジングを異なる着色で樹脂成形してなることを特徴とする携帯通信機器の充電器用コネクタ。
- 請求項2記載の携帯用通信機器の充電器用コネクタにおいて、表示部がコネクタハウジングの表面に設けられる文字、記号などであることを特徴とする携帯通信機器の充電器用コネクタ。
- 請求項1から4のいずれか記載の携帯通信機器の充電器用コネクタと充電電源を装備する本体とから一体構成されることを特徴とする携帯通信機器の充電器。
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