JP4899769B2

JP4899769B2 - バッテリーコネクタ

Info

Publication number: JP4899769B2
Application number: JP2006277526A
Authority: JP
Inventors: 克也柴田; 篤村瀬
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: JP2008097961A

Description

本発明は、ノートパソコンのような携帯型の情報処理装置（以下、総称してノートパソコン）に電力供給するバッテリーあるいはバッテリーパックを接続するバッテリーコネクタに関するものである。

近年、ノートパソコンはその携帯性のために屋外に持ち出す機会も多い。従って軽量、コンパクト以外にも堅牢性も要求される。ノートパソコンに誤って衝撃を加えたり、ノートパソコンに長期にわたって振動が加わっても正しく動作するといったことも重要な要件なる。

ノートパソコンをＡＣ電源で駆動している場合に停電が発生しても、ノートパソコンに内蔵のバッテリーがＡＣ電源に代わってバックアップ電源として電力供給するので支障は少ない。しかし、屋外などでバッテリーによる駆動で使用している最中に、ノートパソコンからバッテリーが外れてしまって予期せぬ電力供給停止が発生してしまうと、時には内蔵のハードディスク（ＨＤＤ）の磁性面に記録されているシステムプログラムやデータが破壊され、ノートパソコンが正しく動作しない、あるいはＨＤＤに記録されていたデータを読み出せなくなるといった極めて深刻な不具合も発生し得る。

また、バッテリーが外れないまでも、衝撃や長期にわたる振動によってバッテリーとノートパソコン本体とを電気的に接続する電力供給端子電極が瞬間にでも接触不良になれば（瞬時停電という）、ノートパソコン内の電気回路は正しく動作しなくなることもあり、最悪の場合には上記と同様な極めて深刻な事態に至る。従って、バッテリーとノートパソコン本体とを電気的に接続するコネクタ端子電極における安定した接触を確保することは重要である。

以下に、一般に良く知られている従来のノートパソコンのバッテリーパックおよびバッテリーコネクタについて説明する。

図５はノートパソコンとバッテリーパックを示した図である。

図５において２１はノートパソコン２０の本体であり、２２はノートパソコン本体２１に収納可能なバッテリーパックである。バッテリーパックは近年、小型・高容量で軽量なリチウムイオン電池を核に構成されているものが多い。図５（ａ）（ｂ）の収納矢印方向に押し込むとバッテリーパック２２の端子電極とノートパソコン本体２１内のバッテリーコネクタ（図示せず、後述）とが接触して、バッテリーパック２２よりノートパソコン本体２１へ電力が供給され、ノートパソコン２０は起動可能となる。
特開平５−３４４０４２号公報特開平１０−３０８１９９号公報特開２００１−１１８５５２号公報特開２００１−２６６８２４号公報

図６はバッテリーパックと、バッテリーパックとノートパソコン本体とを接続するバッテリーコネクタ（以下、コネクタ）を模式的に示した図である。

図６において２２はバッテリーパック、２３は従来構成のコネクタ、２４はバッテリーパック側の端子電極、１３はコネクタ側の端子電極である。バッテリーパック端子電極２４、コネクタ端子電極１３は錆びにくい金属、あるいは錆びにくい金属メッキを施した抵抗値の低い金属で構成するのが好ましい。

図６（ａ−１）、（ｂ）及び（ｃ）はバッテリーパック２２を側面から見た図、（ｄ−１）、（ｅ−１）及び（ｆ−１）は上面から見た図、（ａ−２）はバッテリーパック２２を端子側から見た図、（ｄ−２）、（ｅ−２）、（ｆ−２）は図（ｄ−１）、（ｅ−１）、（ｆ−１）それぞれの破線部の拡大図である。

バッテリーパック側の複数の端子電極２４は電力供給する＋（プラス）および−（マイナス）、その他電池の様々な電気的な情報を伝達する端子電極であり、コネクタ２３側の複数の端子電極１３の各端子電極に対応する。

また、コネクタ端子側の複数の端子電極１３はノートパソコン本体２１の主に電源回路と各電気回路に接続されている。

以上のように構成された従来のバッテリーパックとコネクタについて、以下その詳細について図６を用いて説明する。

図６（ａ−１）、（ａ−２）、（ｄ−１）及び（ｄ−２）では破線に沿ってバッテリーパック２２とコネクタ２３は一直線に並んでいるので、バッテリーパック端子電極２４とコネクタ端子電極１３は正しく接続されている。しかし、バッテリーパック２２と本体のバッテリーパック収容部（図示せず）にわずかな隙間があると衝撃や長期にわたる振動によって（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｃ−１）、（ｃ−２）、（ｅ−１）、（ｅ−２）、（ｆ−１）及び（ｆ−２）のようにバッテリーパック２２に沿った破線とコネクタ２３に沿った破線にズレが生じる（バッテリーパック端子電極２４の中心線である破線とコネクタ端子電極１３の中心線である破線とが一致しない）。バッテリーパック２２を本体の収容部にスムーズに収納するには多少なりいわゆる遊びとしての隙間は存在する。これは、バッテリーパック端子電極２４とコネクタ端子電極１３との接続が不十分で瞬間的であれ接触不良になる可能性が高くなる。接触不良が瞬間的でも発生すれば、上述のように最悪の場合、内蔵ＨＤＤ内のシステムプログラムやデータが破壊されノートパソコンが正しく動作しない、あるいはＨＤＤ内のデータを読み出せなくなるといった深刻な事態となる。

また、上述したようにバッテリーパック２２を本体の収容部にスムーズに収納するには、挿入口を含めバッテリーパック２２、収容部の間に隙間が存在する。さらに、バッテリーパック２２あるいはバッテリーパック収容部の寸法ばらつきによっては、バッテリーパック挿入方向に対して垂直な面方向（３次元空間において挿入方向をＺ軸とするとＸ−Ｙ面方向）に挿入方向がずれるためにバッテリーパック２２の装着がスムーズにできないといった課題もある。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、パソコン本体に加わる衝撃や長期にわたる振動によってもバッテリーパック端子電極とコネクタ端子電極との安定した接続を確保することができるバッテリーコネクタを提供することを目的とする。

合わせて、バッテリーパックと収容部の隙間、あるいはバッテリーパック、バッテリーパック収容部の寸法ばらつきがあっても、バッテリーパックをスムーズに装着できるバッテリーコネクタを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、携帯型情報処理装置に電力供給するバッテリーまたはバッテリーパックを接続するバッテリーコネクタであって、前記バッテリーまたはバッテリーパックと前記携帯型情報処理装置本体の電気回路とを電気的に接続するためのコネクション部と、前記コネクション部を支持する取り付け面と、前記コネクション部及び前記取り付け面と相独立した軸部Ａ、軸部Ｂ及び弾性体部とを備え、前記コネクション部、前記軸部Ａ、前記軸部Ｂ及び前記弾性体部が、前記取り付け面に対して可動する可動部を構成し、前記弾性体部は、前記コネクション部と前記取り付け面との間に存在し、前記軸部Ａは前記コネクション部の穴部と前記弾性体部との穴部を通り、前記軸部Ｂは前記取り付け面の面穴を通り前記軸部Ａに嵌合またはネジによる締結によって一体に組み立てた構造を有するバッテリーコネクタとしたものであり、バッテリーパック端子電極と接続するバッテリーコネクタのフローティング作用、センタリング作用によって、パソコン本体に加わる衝撃や長期にわたる振動によってもバッテリーパック端子電極とバッテリーコネクタ端子電極との安定した接続を確保することができる。また、バッテリーパックと収容部の隙間、あるいはバッテリーパック、バッテリーパック収容部の寸法ばらつきがあってもフローティング作用によってバッテリーパックをスムーズに装着でき、装着後もバッテリーパックはセンタリング作用によって正しい位置に戻るという作用を有する。

以上のように本発明は、バッテリーパック端子電極と接続するバッテリーコネクタのフローティング作用によって、パソコン本体に加わる衝撃や長期にわたる振動によってもバッテリーパック端子電極とバッテリーコネクタ端子電極との安定した接続を確保することができるという優れた効果が得られる。

また、バッテリーパックと収容部の隙間、あるいはバッテリーパック、バッテリーパック収容部の寸法ばらつきがあってもフローティング作用によってバッテリーパックをスムーズに装着でき、装着後もバッテリーパックはセンタリング作用によって正しい位置に戻る。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図２を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明のバッテリーコネクタとバッテリーパックを接続した斜視図であり、（ｂ）は接続部分の拡大図である。

図２（ａ）は本発明のバッテリーコネクタよりバッテリーパックを離脱した図、（ｂ）はバッテリーコネクタの取り付け部分の拡大図である。

図３は本発明のバッテリーコネクタの分解斜視図で、（ａ）はバッテリーコネクタとバッテリーパックとを離脱した状態を示し、（ｂ）はバッテリーコネクタの土地付け部分の拡大図である。

図１〜図３において、１１は本発明のバッテリーコネクタ１０のバッテリーパックとノートパソコン本体の電気回路とを電気的に接続するためのコネクション部、１２はコネクション部１１の穴部を通してコネクション部１１を支持する軸部であり、軸部１２は１２−１（以下軸部Ａと称す），１２−２（以下軸部Ｂと称す）の部品から構成される。１３はコネクタ端子電極、１４はノートパソコンの本体に取り付いて軸部１２を支持する弾性体部である。１５は軸部１２によってコネクション部１１を取り付ける取り付けベースであり、取り付けベース１５によってノートパソコン本体内側の筐体、またはシャーシに取り付けられる。

図４はバッテリーパックとバッテリーコネクタを模式的に示した図である。

図４において１０はバッテリーコネクタ、１１はコネクション部、１２は軸部、１３はコネクタ端子電極、１４は弾性体部、２２はバッテリーパックである。

以上のように構成されたバッテリーコネクタについて、図１〜図４を用いてその詳細を説明する。

図１〜図３において、コネクション部１１は軸部１２、弾性体部１４を介して取り付けベース１５に取り付けられ、さらに取り付けベース１５を介して本発明のバッテリーコネクタ１０はノートパソコン本体部内部に取り付けられ、バッテリーコネクタの各端子電極１３はノートパソコン本体の主に電源回路と各電気回路に接続されている。軸部１２は取り付けベース１５またはノートパソコン本体部に対して固定されているが、軸部１２と取り付けベース１５とによって挟持された弾性体部１４の弾性により、コネクション部１１は取り付けベース１５またはノートパソコン本体部に対して自在に可動する。すなわち、軸部１２、弾性体部１４と取り付けベース１５との組み合わせによって、コネクション部１１がノートパソコン本体部に対して自在に可動する可動部を構成し、これによりコネクション部１１は図２矢印のように自在に可動するフローティング状態のコネクタ１０として動作する。

図３にバッテリーコネクタの分解斜視図を示すが、バッテリーコネクタ１０の組立は、まず取り付けベース１５の図３左方向の面穴より一対の軸部Ｂ１２−２を挿入し、さらに取り付けベース１５挿入後の軸部Ｂ１２−２に弾性体部１４、コネクション部１１の順に挿入し、最後に軸部Ａ１２−１を軸部Ｂ１２−２に嵌合させ、固定して組立が完了する。なお、軸部Ａ１２−１を軸部Ｂ１２−２に嵌合させるとしたが、軸部Ａ１２−１、軸部Ｂ１２−２に締結可能にネジ部を形成して、組立て固定するようにしても良い。また、取り付けベースまたは弾性体部には軸部が充分貫通可能な径の穴部が形成されているものとする。

図４（ｂ）（ｃ）では図６（ｂ）（ｃ）の場合とは異なり、このコネクタ１０のフローティング状態の作用によってバッテリーパック２２がノートパソコンへの衝撃や長期にわたる振動によって破線のように傾いても、コネクタ１０のフローティング状態が傾きに追従するので、コネクタ端子電極１３とバッテリーパック端子電極２４の安定した接続を確保することができる。

また、衝撃や振動のような外力が加わらない図４（ａ）の状態では、左右２個対象に配置された軸部１２と、同様に左右２個対象に取り付けベース１５によって挟持され配置された弾性体部１４との作用により、コネクション部１１は可動する範囲の中心に位置するよう動作する（センタリング作用）。

このように本発明であるバッテリーコネクタ１０の持つフローティング作用とセンタリング作用とにより、操作者にとって見えないノートパソコン本体内にあっても、図５（ａ）（ｂ）のように収納矢印方向に押し込むことでバッテリーパック２２とバッテリーコネクタ１０とはスムーズに接続可能となる。

つまり、バッテリーパック２２と収容部の隙間、あるいはバッテリーパック２２、バッテリーパック収容部それぞれに寸法ばらつきがあってバッテリーパック挿入方向に対して垂直な面方向にずれが生じた場合、まず、バッテリーパック側の端子電極２４はバッテリーパック２２、バッテリーパック収容部それぞれに形成されたガイド（詳しくは図示、説明せず）によってコネクタ端子電極１３付近にまで導かれ、さらにコネクション部１１がその自在に可動するフローティング作用により、バッテリーパック２２と収容部の隙間、上記で生じた寸法ばらつきによってずれた位置に迎えに行き、確実に接続される。また、接続後もセンタリング作用によりコネクション部１１、バッテリーパック２２は正しい位置に戻される。

このように「迎えに行く」というフローティング作用、「戻される」というセンタリング作用によってバッテリーパック２２の装着をスムーズに行うことができ、また装着後も正しい位置に装着される。

また、バッテリーパック接続後も、ノートパソコンに振動や衝撃のような負荷がかかっても、コネクション部１１自体がバッテリーパック２２と共に振動し、バッテリーパック側の端子電極２４自体に負荷がかからず（フローティング）、振動が終わると正しい位置に戻ることができる（センタリング）。また、バッテリーパック離脱の後でもセンタリング作用により次のバッテリーパック装着時に迎えに行く位置（デフォルト位置）に戻る。

以上のように本実施の形態によれば、バッテリーパック端子電極と接続するフローティングコネクタのフローティング作用およびセンタリング作用によって、パソコン本体に加わる衝撃や長期にわたる振動によってもバッテリーパック端子電極とフローティングコネクタ端子電極との安定した接続を確保することができる。

なお、本実施の形態では、軸部１２と取り付けベース１５によって挟持された弾性体部１４との作用で、コネクション部１１が自在に可動する可動部によってフローティングコネクタを実現しているが、これに限ることはなく、取り付けベース１５と軸部Ｂ１２−２との間に弾性体１４を挟持し、さらに取り付けベース１５の軸部Ｂ１２−２を通す穴部を広くすることで軸部１２が自在に可動する可動部を構成しても良い。

また、軸部１２自体を弾性体として可動部を形成してもよい。例えば軸部１２のような略円筒形状に成型したゴム材質のもの、円筒状のコイルバネのようなものであっても良い。すなわち、コネクション部を支持するものに対してコネクション部が自在に可動するような構成であればいずれの構成であってもよい。

本発明にかかるバッテリーコネクタは、バッテリーパック端子電極と接続するフローティング作用によって、パソコン本体に加わる衝撃や長期にわたる振動によってもバッテリーパック端子電極とフローティングコネクタ端子電極との安定した接続を確保することができる。

また、バッテリーコネクタのフローティング作用によってバッテリーパックをスムーズに装着でき、装着後もバッテリーパックはセンタリング作用によって正しい位置に戻るといった作用、効果を有し、ノートパソコンのような携帯型の情報処理装置に電力供給するバッテリーパックとを接続するバッテリーコネクタ等として有用である。

（ａ）は本発明のバッテリーコネクタとバッテリーパックを接続した斜視図、（ｂ）は接続部分の拡大図（ａ）は本発明のバッテリーコネクタよりバッテリーパックを離脱した図、（ｂ）はバッテリーコネクタの取り付け部分の拡大図本発明のバッテリーコネクタの分解斜視図バッテリーパックとバッテリーコネクタを模式的に示した図ノートパソコンとバッテリーパックを示した図バッテリーパックとノートパソコン本体を接続するバッテリーコネクタを模式的に示した図

１０バッテリーコネクタ
１１コネクション部
１２軸部
１３コネクタ端子電極
１４弾性体部
１５取り付けベース
２０ノートパソコン
２１ノートパソコンの本体
２２バッテリーパック
２３従来構成のコネクタ
２４バッテリーパック側の端子電極

Claims

携帯型情報処理装置に電力供給するバッテリーまたはバッテリーパックを接続するバッテリーコネクタであって、
前記バッテリーまたはバッテリーパックと前記携帯型情報処理装置本体の電気回路とを電気的に接続するためのコネクション部と、
前記コネクション部を支持する取り付け面と、
前記コネクション部及び前記取り付け面と相独立した軸部Ａ、軸部Ｂ及び弾性体部とを備え、
前記コネクション部、前記軸部Ａ、前記軸部Ｂ及び前記弾性体部が、前記取り付け面に対して可動する可動部を構成し、
前記弾性体部は、前記コネクション部と前記取り付け面との間に存在し、
前記軸部Ａは前記コネクション部の穴部と前記弾性体部との穴部を通り、前記軸部Ｂは前記取り付け面の面穴を通り前記軸部Ａに嵌合またはネジによる締結によって一体に組み立てた構造を有することを特徴とするバッテリーコネクタ。