JP4541779B2

JP4541779B2 - 充電器

Info

Publication number: JP4541779B2
Application number: JP2004183662A
Authority: JP
Inventors: 智之石丸
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: JP2006012445A

Description

本発明は、外部のコンセントから電源の供給を受けて、二次電池の電池パック等に充電を行う充電器に関するものである。

携帯電話機等の電池パックの充電を行う充電器には、プラグを９０°回転させて、この回転プラグから突出する一対の栓刃を充電器本体から引き出し／押し込み自在とすることにより、収納時にはこの栓刃が邪魔にならないように押し込んでおき、充電を行う場合にのみこの栓刃を引き出してコンセントに差し込むようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

上記充電器は、回転プラグの両側面からそれぞれ突設した回転軸部を充電器本体側で軸支することにより、この回転プラグを揺動可能にするのが一般的である。そして、このような充電器には、例えば図５に示すように、この回転プラグ１の各栓刃２，２に接続された接点２ａ，２ａを、一方の側面から突設させた第１回転軸部１ａの周面に露出させて、栓刃２，２が下向きに引き出されるように回転プラグが回転したときに、これらの接点２ａ，２ａに充電器本体内の充電回路に接続されたプラグ端子３，３が圧接されるようにしたものがある。この場合、第１回転軸部１ａは、横断面が四弁の花びら状になっているので、この第１回転軸部１ａが９０°回転して栓刃２，２が引き出された状態と押し込んだ状態とを移動する間に、プラグ端子３，３が両側に押し広げられることになり、これらのプラグ端子３，３の弾性によって回転にクリック感が生じるようになる。そして、このような回転プラグ１の回転の際のクリック感により、栓刃２，２を引き出した状態と押し込んだ状態とで安定させると共に、これらの間を移動させるときの操作を確実なものにすることができる。

ところが、プラグ端子３，３は、導電性の金属板を板ばねのように用いたものであるが、本来は充電回路に電源を供給するために接点２ａ，２ａに適度な力で圧接して低抵抗で通電させるための金属材料を用いるため、十分な弾性を得ることができず、大きなクリック感を得ることができないだけでなく、繰り返し使用に伴って塑性変形が生じ易くなる。このため、従来は、図５に示したように、第１回転軸部１ａの周面の凹部以外の部分を花びら状に大きく盛り上げてクリック感が大きくなるようにしているが、これに伴って第１回転軸部１ａの回転のたびにプラグ端子３，３が両側に押し広げられるストロークも大きくなるので、繰り返し使用に伴いこれらのプラグ端子３，３が徐々に塑性変形により間隔を広げ、クリック感が減少するだけでなく、接点２ａ，２ａに圧接する力も弱くなって接触抵抗が大きくなるという問題が生じていた。しかも、プラグ端子３，３の板厚を厚くすれば、小さなストロークでも大きな押圧力を得ることができるので、クリック感も十分に大きくすることはできるが、このような板厚の厚い金属板は、塑性変形がさらに生じ易くなるので、繰り返し使用に伴うクリック感の減少や接点２ａ，２ａへの圧接力の低下を解消することはできない。

また、上記プラグ端子３，３によるクリック感の不足を解消するために、例えば図６に示すように、回転プラグ１の他方の側面から突設させた第２回転軸部１ｂの先端部にほぼ正四角柱状の角柱部１ｃを形成して、弾性を備えた樹脂成形品からなる断面コの字形状のロッカー部材４でこの角柱部１ｃを挟持することにより、このクリック感を補助するようにした場合には、これら角柱部１ｃとロッカー部材４を配置するスペースが必要となり、回転プラグ１を充電器の端部に配置できなかったり、充電器自体の小型化の障害になるという問題が発生する。
特許第３３２９２５８号公報

本発明は、回転プラグの回転軸部の周面に摺接するプラグ端子を外側からロッカー部材で押圧することにより、この回転プラグの回転の際のクリック感が不十分になるという問題を解決しようとするものである。

請求項１の発明は、回転プラグから突出する栓刃を外部のコンセントに差し込むことにより電源の供給を受ける充電器において、この回転プラグの一方の側面から突設された回転軸部を充電器本体側で軸支することにより栓刃を引き出し／押し込み自在とし、この回転軸部の絶縁性の周面の一部に、栓刃に接続された導電性の金属からなる接点を露出させると共に、この回転軸部の周面に、充電器本体内の充電回路に接続されるプラグ端子が配置され、前記回転軸部と前記プラグ端子とを外側から挟持するロッカー部材が設けられ、前記ロッカー部材の弾性によって外側から付勢された前記プラグ端子を前記接点に摺接させることを特徴とする。

請求項２の発明は、一対の栓刃に接続された２つの接点が回転軸部の周面における回転軸中心の対称位置に露出すると共に、充電回路に接続された２つのプラグ端子がこの回転軸部の周面の両側に配置され、断面コの字形状の樹脂からなるロッカー部材がこれらのプラグ端子を外側から挟持したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、プラグ端子がロッカー部材に付勢されて回転軸部に摺接するので、プラグ端子自体の弾性が不十分であったり塑性変形を生じるようなことがあったとしても、このロッカー部材の弾性を適度なものにすることにより、十分に大きなクリック感を得ると共に、プラグ端子の接点への圧接も確実に行わせることができるようになる。しかも、回転プラグの他方の側面は、軸支を省略したり、短い回転軸部を突出させて軸支したり、凹状の軸受けを設けて充電器本体側の突起を軸支することができるので、無駄なスペースをなくすことができる。なお、回転軸部における接点が露出していない絶縁性の周面の全部又は一部は、この接点の露出面よりも外周側に盛り上げて形成することが好ましい。

請求項２の発明によれば、２つのプラグ端子を断面コの字形状の樹脂からなるロッカー部材が外側から挟持するので、クリック感を生じさせるための構造を簡易にすることができる。

以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。

本実施形態は、商用ＡＣ電源のコンセントから電源の供給を受けて、携帯電話機等の電池パックの充電を行う充電器について説明する。この充電器は、図２に示すように、樹脂製の上ケース５と下ケース６を上下から重ね合わせることにより、方形箱型の外装ケース５，６を構成するようになっている。下ケース６内には、図示しない充電回路の各素子が実装された回路基板７が取り付けられる。また、この下ケース６内の右側端部には、円弧状に窪んだ回転支持部６ａ，６ｂが形成されると共に、これらの回転支持部６ａ，６ｂの間の下方が開口されて、ここに回転プラグ１が揺動可能に取り付けられる。上ケース５は、上面の左側に図示しない電池パックを装着する凹状の装着部５ａが形成され、回路基板７に取り付けられた複数の電池端子７ａがこの装着部５ａ内に突出することにより、装着した電池パックとこの回路基板７の充電回路とが接続されるようになっている。また、この上ケース５内の右側端部には、回転プラグ１を揺動可能に支持するための図示しない回転支持部が形成されている。

回転プラグ１は、樹脂成形品であり、手前側の端面の上下から一対の栓刃２，２を突出させると共に、左右の側面からそれぞれ第１回転軸部１ａ（図２では図示せず）と第２回転軸部１ｂを突設させている。第１回転軸部１ａは、図１に示すように、基部が短い円柱状に形成されると共に、先端部に接点角柱部１ｄが形成されている。また、第２回転軸部１ｂは、図２に示すように、短い円柱状の突起である。そして、これら第１回転軸部１ａの基部と第２回転軸部１ｂは、下ケース６の回転支持部６ａ，６ｂに嵌まり込むと共に、上ケース５の回転支持部が覆いかぶさることにより、回転プラグ１を軸支して回転可能とする。ただし、この回転プラグ１は、栓刃２，２が手前を向いた押し込み状態から、下ケース６の開口部を通してこれらの栓刃２，２が下方に引き出された状態までの９０°の回転角度範囲しか揺動しないようになっている。

上記回転プラグ１の第１回転軸部１ａの先端部に形成された接点角柱部１ｄは、図１に示すように、正四角柱の各側面の角部に大きなアールが形成された角柱状であり、栓刃２，２が手前を向いた押し込み状態のときに、四面のほぼ平坦な周側面が上下と前後方向を向くようにしたものである。従って、この接点角柱部１ｄの周側面は、アールが形成された四方の角部が、回転軸の中心からほぼ平坦な周側面の中央部までの距離を半径とする円周面よりも外周側に盛り上がった形状となる。また、この接点角柱部１ｄには、栓刃２，２が前方を向いた押し込み状態のときの上下部に接点２ａ，２ａが埋め込まれ、これらの接点２ａ，２ａの上面と下面が接点角柱部１ｄの上下のほぼ平坦な周側面に露出するようになっている。これらの接点２ａ，２ａは、栓刃２，２と同様に導電性の金属からなり、回転プラグ１の内部でこれらの栓刃２，２と接続されている。特に本実施形態では、各栓刃２の細長い導電性金属板を基部側で折り曲げると共に幅を狭くすることによりこの接点２ａを形成し、これらをインサート成形により回転プラグ１の樹脂中に埋め込んで形成している。

回路基板７には、図２に示す右端部に一対のプラグ端子３，３が取り付けられ、この回路基板７上の充電回路のＡＣ電源供給部に接続されている。これらのプラグ端子３，３は、いずれも導電性の金属板からなり、先端部を共に下方に折り曲げて向かい合わせにした端子である。そして、図１に示すように、これらのプラグ端子３，３の向かい合わせとなった先端部の間に、回転プラグ１の第１回転軸部１ａの接点角柱部１ｄが配置されるようになっている。また、これらのプラグ端子３，３の先端部は、下方から嵌め込まれたロッカー部材４の板片部４ａ，４ａによって両外側から挟持されるようになっている。従って、プラグ端子３，３の先端部は、ロッカー部材４の板片部４ａ，４ａに挟持されて、第１回転軸部１ａの接点角柱部１ｄの前後方向の周側面に両側から圧接するようになる。また、栓刃２，２が前方を向いた押し込み状態のときには、図３に示すように、接点角柱部１ｄの周側面における前後方向の接点２ａ，２ａが露出していない樹脂からなるほぼ平坦な面を圧接し、これら栓刃２，２が下方を向いた引き出し状態のときには、図４に示すように、接点角柱部１ｄの周側面における前後方向のほぼ平坦な面で接点２ａ，２ａが露出した部分を圧接することになる。

ロッカー部材４は、弾性の強い樹脂板を上方が開いたコの字形状に折り曲げたような形状に樹脂成形したものであり、下ケース６内に嵌め込んで下端部を支持させることにより、上方を向く板片部４ａ，４ａでプラグ端子３，３の先端部を挟持することになる。従って、このロッカー部材４は、栓刃２，２が手前を向いた押し込み状態と下方を向いた引き出し状態の場合に、第１回転軸部１ａの接点角柱部１ｄの周側面を適度な付勢力で挟持し、これらの間では、接点角柱部１ｄの角部に押し広げられて強い付勢力で挟持することになる。

上記充電器は、収納時には、栓刃２，２を前方に向けて外装ケース５，６内に押し込ませて、邪魔にならないようにする。また、電池パックの充電時には、この電池パックを装着部５ａに装着すると共に、栓刃２，２を下方に向けて引き出す。すると、回転プラグ１の第１回転軸部１ａが９０°回転して、接点角柱部１ｄの接点２ａ，２ａにプラグ端子３，３の先端部が圧接されるので、これらの栓刃２，２が回路基板７上の充電回路と接続される。そして、このようにして充電器の底面から引き出された栓刃２，２を外部の商用ＡＣ電源のコンセントに差し込むことにより、電池パックに充電を行うことができるようになる。

上記構成の充電器によれば、回転プラグ１が回転する際に、ロッカー部材４の板片部４ａ，４ａに挟持されたプラグ端子３，３の先端部が第１回転軸部１ａの接点角柱部１ｄの周側面に押し当てられて摺接することになる。また、栓刃２，２が前方を向く押し込み状態のときと下方を向く引き出し状態のときには、これらのプラグ端子３，３の先端部が接点角柱部１ｄの周側面における接点２ａ，２ａが露出するほぼ平坦な面や樹脂からなるほぼ平坦な面を圧接することになるので、回転状態が安定する。即ち、これらの状態から回転プラグ１がいずれかの方向に回転しようとすると、接点角柱部１ｄの周側面における角部が、ロッカー部材４の付勢力に逆らってプラグ端子３，３を押し広げることになるので、この回転しようとする動きを妨げるような力が働くことになり、これによって安定した状態となる。そして、これらの状態から強制的に回転プラグ１を９０°回転させると、前半の４５°の回転では、接点角柱部１ｄの周側面の角部が徐々にプラグ端子３，３を押し広げることにより回転が妨げられ、後半の４５°の回転では、この接点角柱部１ｄの周側面の角部が徐々に押し広げたプラグ端子３，３を戻すことにより回転が促進されることになり、回転前の安定状態から回転後の安定状態に移行する間にクリック感が生じる。

従って、本実施形態によれば、ロッカー部材４がプラグ端子３，３を介して接点角柱部１ｄを挟持することによりクリック感を生じさせるので、プラグ端子３，３自体の弾性が不十分であったり塑性変形を生じるようなことがあっても、十分に大きなクリック感を得ると共に、これらのプラグ端子３，３の接点２ａ，２ａへの圧接も確実に行わせることができるようになる。しかも、回転プラグ１の右側の側面は、短い円柱状の第２回転軸部１ｂが突設されるだけで軸支可能となるため、外装ケース５，６の右側端部に無駄なスペースを設ける必要がなくなり、回転プラグ１をこの外装ケース５，６の右側の端一杯に寄せて配置することもできるようになる。

なお、上記実施形態では、プラグ端子３，３が接点角柱部１ｄの周側面における接点２ａ，２ａの露出部だけでなく樹脂面にも摺接することになる。しかしながら、接点角柱部１ｄの樹脂材料として耐摩耗性や滑性の高いものを使用すれば、これらのプラグ端子３，３が摺接することにより樹脂の削り滓が生じ接点２ａ，２ａでの接触が悪くなるというような不都合は確実に防ぐことができる。また、接点角柱部１ｄは、絶縁体であればよいので、樹脂に代えて耐摩耗性や滑性の高いセラミックス等の他の材料を用いることもできる。さらに、接点角柱部１ｄの周側面の耐摩耗性や滑性を高めるために、表面処理を施すようにしてもよい。

また、上記実施形態では、第１回転軸部１ａの基部を短い円柱状にしたが、この円柱状の部分は省略して、第１回転軸部１ａ全体がほぼ正四角柱状の接点角柱部１ｄによって構成されるようにしてもよい。ただし、この場合には、下ケース６の回転支持部６ａや上ケース５の回転支持部は、円弧状の窪みによって、このほぼ正四角柱状の接点角柱部１ｄを軸支することになる。さらに、上記実施形態では、接点角柱部１ｄを角部に大きなアールが形成されたほぼ正四角柱状としたが、この形状はクリック感を最適にするためのものであるため、アールをもっと小さくしたり面取り状にしてもよく、角の立った正四角柱状であってもよい。さらに、正四角柱状ではなく、断面が長方形状であってもよく、四方の角部が四角柱よりもさらに盛り上がった花びら状に形成することもできる。

また、上記実施形態では、回転プラグ１の右側の側面から第２回転軸部１ｂを突設する場合を示したが、この右側の側面に凹部を形成し、この凹部内に突起を嵌入させることにより軸支することも可能である。さらに、この回転プラグ１を第１回転軸部１ａだけで軸支したり、この第１回転軸部１ａと回転プラグ１の本体部分を軸支するだけで十分に回転可能にすることができる場合には、必ずしも右側の側面でも第２回転軸部１ｂ等により軸支を行う必要はない。

また、上記実施形態では、回転プラグ１の左側の側面から突設された第１回転軸部１ａでのみクリック感を生じさせるようにする場合を示したが、右側の側面から突設された第２回転軸部１ｂにも同様に角柱部を形成してロッカー部材で挟持することにより、この第２回転軸部１ｂでもクリック感を生じさせるようにすることができる。単にクリック感が不足する場合には、第１回転軸部１ａの接点角柱部１ｄを挟持するロッカー部材４の付勢力を強くしたりこの接点角柱部１ｄの形状を変更する等して対処すればよいが、このように回転プラグ１を両側面側で軸支して、双方でクリック感を生じさせるようにすれば、この回転プラグ１のクリック感を伴う回転をより円滑に行わせることができるようになる。ただし、このように第２回転軸部１ｂにも角柱部を形成してロッカー部材で挟持すると、余分なスペースが必要となる。

また、上記実施形態では、プラグ端子３，３の先端部を平坦な板状とし、ここに接点角柱部１ｄの周側面に露出し、アールによって僅かに盛り上がった接点２ａ，２ａを圧接させるようにした場合を示したが、このプラグ端子３，３の形状や構成は任意であり、例えば板状の先端部を折り曲げて互いに向かい合う方向に凸状に突出させるようにしてもよい。さらに、このプラグ端子３，３は、金属板に限定されるものではなく、例えば導線によって構成することもできる。さらに、このプラグ端子３，３が薄い板状であったり細い導線等である場合には、ロッカー部材４によってこれらを保持させるようにすることもできる。

また、上記実施形態では、ロッカー部材４として、弾性の強い樹脂材をコの字形状に成形したものを用いる場合を示したが、弾性の強い絶縁材であれば、この材質は限定されず、プラグ端子３，３間の絶縁が保たれるのであれば、絶縁材である必要もない。さらに、プラグ端子３，３を十分な付勢力で挟持できるのであれば、形状も任意である。さらに、上記実施形態では、ロッカー部材４を単一の部品で構成する場合を示したが、例えば各プラグ端子３を個別に押圧する２個の部品で構成することもできる。さらに、上記実施形態では、一対の栓刃２，２に接続された２つの接点２ａ，２ａに２つのプラグ端子３，３を圧接する場合を示したが、単一の接点に単一のプラグ端子を圧接したり、３つ以上の接点に３つ以上のプラグ端子を圧接するようにしたものであっても、同様に実施可能である。

また、上記実施形態では、商用ＡＣ電源のコンセントから電源の供給を受けて、携帯電話機等の電池パックの充電を行う充電器について説明したが、コンセントから供給される電源の種類は任意であり、充電を行う二次電池の種類や用途もこれらに限定されるものではない。さらに、携帯電話機等のように機器自体を装着することにより、この機器内部の二次電池に充電を行うようにしたものであってもよい。

本発明の一実施形態を示すものであって、充電器における回転プラグの第１回転軸部にプラグ端子が摺接する状態を示す部分拡大斜視図である。本発明の一実施形態を示すものであって、充電器の構造を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態を示すものであって、栓刃を押し込ませたときに回転プラグの第１回転軸部にプラグ端子が摺接する状態を示す部分拡大図である。本発明の一実施形態を示すものであって、栓刃を引き出させたときに回転プラグの第１回転軸部における接点にプラグ端子が摺接する状態を示す部分拡大図である。従来例を示すものであって、充電器における回転プラグの第１回転軸部にプラグ端子が摺接する状態を示す部分拡大斜視図である。従来例を示すものであって、充電器における回転プラグの第２回転軸部をロッカー部材が挟持する状態を示す部分拡大斜視図である。

符号の説明

１回転プラグ
１ａ第１回転軸部
１ｄ接点角柱部
２栓刃
２ａ接点
３プラグ端子
４ロッカー部材

Claims

回転プラグから突出する栓刃を外部のコンセントに差し込むことにより電源の供給を受ける充電器において、
この回転プラグの一方の側面から突設された回転軸部を充電器本体側で軸支することにより栓刃を引き出し／押し込み自在とし、
この回転軸部の絶縁性の周面の一部に、栓刃に接続された導電性の金属からなる接点を露出させると共に、この回転軸部の周面に、充電器本体内の充電回路に接続されるプラグ端子が配置され、
前記回転軸部と前記プラグ端子とを外側から挟持するロッカー部材が設けられ、
前記ロッカー部材の弾性によって外側から付勢された前記プラグ端子を前記接点に摺接させることを特徴とする充電器。
一対の栓刃に接続された２つの接点が回転軸部の周面における回転軸中心の対称位置に露出すると共に、充電回路に接続された２つのプラグ端子がこの回転軸部の周面の両側に配置され、断面コの字形状の樹脂からなるロッカー部材がこれらのプラグ端子を外側から挟持したことを特徴とする請求項１に記載の充電器。