JP4680940B2

JP4680940B2 - バッテリ装置

Info

Publication number: JP4680940B2
Application number: JP2007001936A
Authority: JP
Inventors: 紗衣子黒田
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2027-01-10
Also published as: JP2008172879A

Description

本発明は、電子機器への給電や、充電機器からの受電を行うバッテリ装置に関するものである。

現在、私たちの日常生活に必要不可欠となっている小型の電子機器のほとんどは、繰り返し充電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等、二次電池の直流バッテリ電源を利用している。

小型の電子機器の中でも特に、移動型あるいは携帯型の電子機器においては、使用頻度が高く、バッテリ電圧の減りも早いため、バッテリの交換や充電のためにバッテリを電子機器から取り出したり、挿入したりする機会が多くなる。

このような電子機器に使用されるバッテリ装置においては、ユーザーがバッテリ挿入方向を気にする手間を低減することと、バッテリの電極と、電子機器あるいは充電機器のバッテリ接続部の接続端子とを確実に接続することが重要である。

そこで、図７に示すように、２種類のバッテリ挿入方向での、給電部と受電部の導通を図った端子構造が提案されている（特許文献１参照）。これは、給電部１０２０の中央に正極側の第１および第２給電端子１０２２、１０２３を併設し、その両側に負極側の第３および第４給電端子１０２１、１０２４を併設し、極性が同じ給電端子を互いに連結して充電回路１０３０に接続する。受電部１０１０には、第１収容姿勢では第１および第３給電端子１０２２、１０２１と接触し、第２収容姿勢では第２および第４給電端子１０２３、１０２４と接触することとなる偏寄位置に、正負一対の受電端子１０１１、１０１２を配設する。このように２種類の収容姿勢を実現し、ユーザーが収容方向を考える手間を低減している。さらに、給電部１０２０の端子間には磁石１０４０を配設して、給電部１０２０と受電部１０１０の確実な接触を図った携帯電話装置である。
特開平１０−２５７１４２号公報

しかしながら、上記従来技術による携帯電話装置の端子構造では、バッテリを挿入可能とする挿入方向は最大２種類までであり、必ずしもユーザーの手間を低減していない。

さらに、給電部と受電部の端子を確実に接続するための磁石を配置するスペースを要する。このスペースを確保するためには、端子を小さくしたり、装置本体寸法を大きくする必要がある。しかし、バッテリの端子を小さくすることは確実な接続を図るうえで好ましくない。また、装置本体を大きくすることも、製品の縮小化が進んでいる現在においては、有効な技術ではない。

本発明は、バッテリの多方向からの挿入を可能とし、しかも、バッテリの電極と受給電側の接続端子とを確実に接続できるバッテリ装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するため、本発明のバッテリ装置は、電子機器に対する受給電を行うバッテリ装置において、互いに逆極性の磁極を有する強磁性体からなる正電極および負電極を備えたバッテリと、前記正電極および前記負電極を介して、前記バッテリと前記電子機器とを接続するための複数の強磁性体からなる接続端子を有するバッテリ接続部と、を備え、前記電子機器の電源側に接続する前記バッテリ接続部の接続端子は前記バッテリの前記正電極に対して逆極性の磁極を有し、前記電子機器のＧＮＤ側に接続する前記バッテリ接続部の接続端子は前記バッテリの前記負電極に対して逆極性の磁極を有することを特徴とする。

磁化された強磁性体からなるバッテリ側の正負電極と電子機器側の接続端子とを磁力によって確実に接続するとともに、バッテリの多方向挿入を可能とする。

バッテリ挿入方向を限定しないため、バッテリ挿入方向を間違わないように外形を特殊な形に加工する必要がなく、また、バッテリ装置の縮小化も望める。

さらに、異なる大きさの電極を有するバッテリや、多種類の形状の電極を有するバッテリ等にも対応可能である。

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１ないし図３は実施例１を示す。

図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、電子機器に挿入するバッテリ１１０は、＋電極（正電極）１１１および−電極（負電極）１１２を有し、これらはバッテリ接続部１２０に対向する。バッテリ接続部１２０は、電子機器の受給電を行う給電・受電回路１３０に接続される。＋電極１１１および−電極１１２は、バッテリ接続部１２０に面して、それぞれＮ極、Ｓ極の磁極を有するように磁化された強磁性体からなる。

バッテリ１１０と給電・受電回路１３０を仲介するバッテリ接続部１２０は、バッテリ１１０の＋電極１１１または−電極１１２に対向するように、それぞれＳ極、Ｎ極を有する強磁性体からなる２本の接続端子１２１、１２２を備える。同様に、バッテリ１１０の−電極１１２または＋電極１１１に対向するように、それぞれＳ極、Ｎ極を有する強磁性体からなる２本の接続端子１２３、１２４を備える。Ｓ極を持つ接続端子１２１、１２３は給電・受電回路１３０の電源側に、Ｎ極を持つ接続端子１２２、１２４は給電・受電回路１３０のＧＮＤ側に接続されている。

図２は、図１の（ａ）に示す第１のバッテリ挿入方向による接続形態のバッテリ装置を示す斜視図である。

図３は、バッテリ接続部１２０の内部構成を示すもので、（ａ）は、接続端子１２１がバッテリ１１０の＋電極１１１に引き付けられた状態、（ｂ）は、接続端子１２２がバッテリ１１０の＋電極１１１と引き離された状態を、それぞれ示す断面図である。

接続端子１２１は、ガイド部１２０ａによって囲まれており、ガイド部１２０ａの内部には給電・受電回路１３０と接続されている導通部１２０ｂが延在する。また、ガイド部１２０ａの内側の上下面には、接続端子１２１と銅線等の導電部材からなる導通部１２０ｂを接続するための導電性のバネ１２０ｃ、１２０ｄが備えられている。他の接続端子１２２、１２３、１２４においても同様に構成されている。

すなわち、バッテリ接続部１２０は、４本の接続端子１２１、１２２、１２３、１２４と、各接続端子１２１〜１２４に対応するガイド部１２０ａと導電部１２０ｂ、バネ１２０ｃ、１２０ｄ等を有する。

図１の（ａ）に示す第１のバッテリ挿入方向にバッテリ１１０が挿入されると、バッテリ接続部１２０の接続端子１２１は＋電極１１１の吸引力により、バッテリ接続部１２０の接続端子１２４は−電極１１２の吸引力により、それぞれ引き付けられる。＋電極１１１に接続端子１２１が引き付けられると、図３の（ａ）に示すように、接続端子１２１はバネ１２０ｃ、１２０ｄを介して導通部１２０ｂと接続され、給電・受電回路１３０の電源側と導通する。同様に、−電極１１２に接続端子１２４が引き付けられると、接続端子１２４は給電・受電回路１３０のＧＮＤ側と導通する。

逆に、接続端子１２２は＋電極１１１の反発力により、接続端子１２３は−電極１１２の反発力により、それぞれ引き離される。＋電極１１１から接続端子１２２が引き離されると、図３の（ｂ）に示すように、接続端子１２２はバネ１２０ｃ、１２０ｄに接続されず、給電・受電回路１３０と導通しない。同様に、−電極１１２から接続端子１２３が引き離されると、接続端子１２３は給電・受電回路１３０と導通しない。

このように、第１のバッテリ挿入方向では、＋電極１１１に接続端子１２１、−電極１１２に接続端子１２４が接続され、給電・受電回路１３０に対する給電または受電（受給電）を可能とする。

図１の（ｂ）に示す第２のバッテリ挿入方向は、第１のバッテリ挿入方向を反転させたものであり、バッテリ１１０の＋電極１１１が図示右側に位置する。この時、バッテリ接続部１２０の接続端子１２２は−電極１１２の吸引力により、バッテリ接続部１２０の接続端子１２３は＋電極１１１の吸引力により、それぞれ引き付けられる。＋電極１１１に接続端子１２２が、−電極１１２に接続端子１２３がそれぞれ接続すると、各電極は給電・受電回路１３０と導通する。

逆に、接続端子１２１は−電極１１２の反発力により、接続端子１２４は＋電極１１１の反発力によりそれぞれ引き離される。

このように、第２のバッテリ挿入方向においても、給電・受電回路１３０に対する給電または受電を可能とする。

本実施例によるバッテリ装置は、ユーザーがバッテリ挿入方向を考えることなく電子機器に挿入することを可能とし、かつ、バッテリと給電・受電回路との確実な接続を実現する。

なお、図１のバッテリ接続部の接続端子は図示左側から順にＳ極、Ｎ極と配設されているが、Ｓ極、Ｎ極が逆になっても何ら問題はない。

図４は、実施例２によるバッテリ装置を示す。本実施例のバッテリ接続部２２０は、図４の（ａ）に示すバッテリ２１０の＋電極２１１に対して、３本の接続端子２２１、２２２、２２３を備えている。接続端子２２１、２２２、２２３は、それぞれバッテリ２１０に面してＳ極、Ｎ極、Ｓ極となるように磁化された強磁性体で構成されている。同様に、バッテリ２１０の−電極２１２に対し、３本の接続端子２２４、２２５、２２６を備え、それぞれバッテリ２１０に面してＳ極、Ｎ極、Ｓ極となるように磁化された強磁性体で構成されている。また、Ｓ極の接続端子２２１、２２３、２２４、２２６は電子機器等の給電・受電回路２３０の電源側に、Ｎ極の接続端子２２２、２２５は給電・受電回路２３０のＧＮＤ側に接続されている。

図４の（ａ）に示すバッテリ２１０は、実施例１のバッテリ１１０と同様に構成され、＋電極２１１、−電極２１２のサイズが大きい大型のバッテリである。バッテリ２１０を電子機器に挿入すると、バッテリ２１０の＋電極２１１の吸引力により接続端子２２１、２２３が、−電極２１２の吸引力により接続端子２２５がそれぞれ引き付けられる。このようにして、バッテリ２１０の＋電極２１１は接続端子２２１、２２３と、−電極２１２は接続端子２２５とそれぞれ接続され、給電・受電回路２３０と導通する。

逆に、バッテリ２１０の＋電極２１１の反発力により接続端子２２２が、−電極２１２の反発力により接続端子２２４、２２６がそれぞれ引き離される。

実施例１と同様に、バッテリ２１０を反転させた挿入方向においても、バッテリ２１０と給電・受電回路２３０との接続を可能とする。

図４の（ｂ）に示すバッテリ２４０は、実施例１のバッテリ１１０と同様に構成され、Ｎ極を有する強磁性体からなる＋電極２４１と、Ｓ極を有する強磁性体からなる−電極２４２のサイズが小さい小型のバッテリである。

バッテリ２４０を電子機器に挿入すると、バッテリ２４０の−電極２４２の吸引力により接続端子２２２が、＋電極２４１の吸引力により接続端子２２４がそれぞれ引き付けられる。このようにして、バッテリ２４０の−電極２４２は接続端子２２２と、＋電極２４１は接続端子２２４とそれぞれ接続され、給電・受電回路２３０と導通する。

逆に、−電極２４２の反発力により接続端子２２３が、＋電極２４１の反発力により接続端子２２５がそれぞれ引き離される。

また、接続端子２２１、２２６はバッテリ２４０の各電極の影響を受けないため、＋電極２４１、−電極２４２と接続することはない。

また、バッテリ２４０を反転させた挿入方向においても、給電・受電回路２３０との接続を可能とする。

本実施例によるバッテリ装置は、３本以上の接続端子を使用することによって、電極の大きさが異なったバッテリにおいても多方向の挿入を可能とし、より確実な接続が可能となる。また、３本以上の接続端子を使用して配置の構成を変化させることにより、電極の大きさや形が異なった様々なバッテリに対応することも可能となる。

図５および図６は、実施例３によるバッテリ装置を示す。バッテリ３１０は、図５に示すように、バッテリ接続部３２０に面して、Ｎ極の磁極を有する強磁性体からなる＋電極３１１と、Ｓ極の磁極を有する強磁性体からなる−電極３１２とを有する。バッテリ接続部３２０はバッテリ３１０に対し、３本の接続端子３２１、３２２、３２３を備え、両端の第１、第２の接続端子３２１、３２３はバッテリ３１０に面してＳ極、中央の第３の接続端子３２２はＮ極となるようにそれぞれ磁化されている。また、Ｓ極の極性を持つ接続端子３２１、３２３は電子機器等の給電・受電回路３３０の電源側に、Ｎ極の極性を持つ接続端子３２２は給電・受電回路３３０のＧＮＤ側にそれぞれ接続される。

図６に示すように、バッテリ接続部３２０は、固定されたスライド台３０１に取り付けられたスライドレール３０２に沿って左右に移動自在な可動機構を有する。

図５の（ａ）に示す第１のバッテリ挿入方向では、バッテリ３１０の＋電極３１１の吸引力によりバッテリ接続部３２０の接続端子３２１が、−電極３１２の吸引力により接続端子３２２がそれぞれ引き付けられる。逆に接続端子３２３は−電極３１２の反発力により引き離されるため、バッテリ接続部３２０はスライドレール３０２に沿って右方向に移動する。その結果、バッテリ３１０は接続端子３２３とは接続されないが、＋電極３１１は接続端子３２１と、−電極３１２は接続端子３２２とそれぞれ接続され、給電・受電回路３３０と導通する。

バッテリ３１０を電子機器に第１のバッテリ挿入方向から挿入すると、このようにして給電・受電回路３３０への給電または受電を可能とする。

次に、図５の（ｂ）に示す第２のバッテリ挿入方向では、バッテリ３１０の−電極３１２の吸引力によりバッテリ接続部３２０の接続端子３２２が、＋電極３１１の吸引力により接続端子３２３がそれぞれ引き付けられる。逆に接続端子３２１は−電極３１２の反発力により引き離されるため、バッテリ接続部３２０はスライドレール３０２に沿って左方向に移動する。その結果、＋電極３１１は接続端子３２３と、−電極３１２は接続端子３２２とそれぞれ接続され、給電・受電回路３３０と導通する。

このように、バッテリ３１０を第２のバッテリ挿入方向から挿入しても給電・受電回路３３０に対する給電または受電を可能とする。

本実施例のバッテリ装置は、ユーザーがバッテリ挿入方向を考えることなく電子機器にバッテリを挿入することを可能とし、かつ、バッテリ接続端子との確実な接続を実現する。

なお、図５に示すバッテリ接続部の接続端子はバッテリに面して図示左側から順にＳ極、Ｎ極、Ｓ極の磁極を持っているが、Ｓ極とＮ極は逆に配設されても何ら問題はない。

また、バッテリの電極に、バッテリ接続部に面してＮ極の磁極を有する＋電極、Ｓ極の磁極を有する−電極を使用したが、Ｎ極とＳ極は逆にしても問題ない。ただし、その際はバッテリ接続部の接続端子の磁極も逆極性にする必要がある。

実施例１によるバッテリ装置の構成を示すもので、（ａ）は第１のバッテリ挿入方向における接続形態を示し、（ｂ）は第２のバッテリ挿入方向における接続形態を示す。図１の装置の外観を示す斜視図である。バッテリ接続部の内部構成を説明する図である。実施例２によるバッテリ装置の構成を示すもので、（ａ）は大型のバッテリによる接続形態を示し、（ｂ）は小型のバッテリによる接続形態を示す。実施例３によるバッテリ装置の構成を示すもので、（ａ）は第１のバッテリ挿入方向における接続形態を示し、（ｂ）は第２のバッテリ挿入方向における接続形態を示す。図５の装置の外観を示す斜視図である。従来例を示す図である。

符号の説明

１１０、２１０、２４０、３１０バッテリ
１１１、２１１、２４１、３１１バッテリの＋電極
１１２、２１２、２４２、３１２バッテリの−電極
１２０、２２０、３２０バッテリ接続部
１２１〜１２４、２２１〜２２６、３２１〜３２３接続端子
１３０、２３０、３３０給電・受電回路
３０１スライド台
３０２スライドレール

Claims

電子機器に対する受給電を行うバッテリ装置において、
互いに逆極性の磁極を有する強磁性体からなる正電極および負電極を備えたバッテリと、
前記正電極および前記負電極を介して、前記バッテリと前記電子機器とを接続するための複数の強磁性体からなる接続端子を有するバッテリ接続部と、を備え、
前記電子機器の電源側に接続する前記バッテリ接続部の接続端子は前記バッテリの前記正電極に対して逆極性の磁極を有し、前記電子機器のＧＮＤ側に接続する前記バッテリ接続部の接続端子は前記バッテリの前記負電極に対して逆極性の磁極を有することを特徴とするバッテリ装置。
前記バッテリ接続部は、互いに同極性の磁極を有する第１および第２の接続端子と、前記第１および前記第２の接続端子の間に配設され、前記第１および前記第２の接続端子の磁極に対して逆極性の磁極を有する第３の接続端子と、を有することを特徴とする請求項１記載のバッテリ装置。
前記バッテリ接続部を移動させるための可動機構を有することを特徴とする請求項２記載のバッテリ装置。