JP4937418B2

JP4937418B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4937418B2
Application number: JP2011251949A
Authority: JP
Inventors: 聡安井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-10-15
Also published as: JP2012089507A

Description

本発明の実施形態は、コネクタを備えた電子機器に関する。

コネクタは、複数の信号端子と、電源端子とを備えている。これら信号端子と電源端子は、互いに等間隔で並べられている。

特開２０００−１５００２７号公報

電子機器はさらなる小型化が要望されている。そのため、バッテリコネクタの小型化も期待されている。

本発明の目的は、小型化を図ることができる電子機器を提供することである。

実施形態によれば、電子機器のバッテリコネクタは、第１の距離で互いに離れて並べられた複数の信号端子と、前記第１の距離よりも長い第２の距離で前記信号端子から離れたプラス端子と、前記信号端子と前記プラス端子との間に設けられた絶縁性の位置決めピンと、前記信号端子に対して前記位置決めピンとは反対側に設けられ、前記第１の距離よりも長い第３の距離で前記信号端子から離れたマイナス端子とを備える。

一つの実施形態に係る電子機器の斜視図。図１中に示された電子機器のバッテリコネクタの下面図。図２中に示された第１コネクタの正面図。図２中に示された第１コネクタの平面図。図２中に示された第１コネクタの側面図図１中に示された電子機器のバッテリと第２コネクタを示す斜視図。図２中に示された第２コネクタの正面図。図２中に示された第２コネクタの背面図。図２中に示されたバッテリコネクタの一つの変形例を示す平面図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１乃至図８は、一つの実施形態に係る電子機器１を開示している。電子機器１は、例えばノートブック型パーソナルコンピュータである。なお本実施形態が適用可能な電子機器は、上記に限定されるものではない。本実施形態は、例えばテレビジョン受像機や、録画再生装置、携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、ゲーム機などを含む種々の電子機器に広く適用可能である。

図１に示すように、電子機器１は、本体ユニット２と、表示ユニット３と、ヒンジ４ａ，４ｂとを備えている。本体ユニット２は、メイン回路基板５（第１の回路基板）を搭載した電子機器本体である。本体ユニット２は、メイン回路基板５を収容する筐体６を備えている。筐体６は、上壁１１、下壁１２、及び周壁１３を有し、扁平な箱状に形成されている。

下壁１２は、電子機器１を机上に置いた時に、その机上面に向かい合う。下壁１２は、机上面に対して略平行になる。上壁１１は、下壁１２との間に空間を空けて、下壁１２と略平行（すなわち略水平）に広がる。上壁１１には、キーボード１４が取り付けられている。周壁１３は、下壁１２に対して起立し、下壁１２の周縁部と上壁１１の周縁部との間を繋いでいる。

表示ユニット３は、ヒンジ４ａ，４ｂによって、本体ユニット２の後端部に回動可能（開閉可能）に連結されている。表示ユニット３は、本体ユニット２を上方から覆うように倒された閉じ位置と、本体ユニット２に対して起こされた開き位置との間で回動可能である。

図１に示すように、表示ユニット３は、表示筐体１５と、この表示筐体１５に収容された表示パネル１６とを備えている。表示パネル１６の表示画面１６ａは、表示筐体１５の前壁に設けられた開口部１５ａを通じて外部に露出可能になっている。

図１に示すように、電子機器１は、バッテリ１８と、このバッテリ１８を本体ユニット２に電気的に接続するバッテリコネクタ１９とを有する。図２に示すように、バッテリコネクタ１９は、本体ユニット２に実装された第１コネクタ２１（雄部）と、バッテリ１８に実装され、第１コネクタ２１に着脱自在に係合する第２コネクタ２２（雌部）とを有する。

本実施形態では、第１コネクタ２１は、例えばメイン回路基板５に実装されている。第２コネクタ２２が第１コネクタ２１に接続されることで、本体ユニット２はバッテリ１８に電気的に接続される。なお、第１コネクタ２１は、本体ユニット２に設けられたメイン回路基板５以外の回路基板に実装されてもよい。また、第１コネクタ２１をバッテリ１８に設け、第２コネクタ２２を本体ユニット２に設けてもよい。

次に、図２乃至図５を参照して、第１コネクタ２１について詳しく説明する。
第１コネクタ２１は、合成樹脂製の第１ハウジング２４を有する。第１ハウジング２４には、複数の信号端子２５、プラス端子２６、マイナス端子２７、及び位置決めピン２８が設けられている。プラス端子２６及びマイナス端子２７は、それぞれ「電源端子」の一例である。プラス端子２６及びマイナス端子２７は、信号端子２５よりも大きな電流が流れ、信号端子２５よりも発熱しやすい。

ここで、第１乃至第３の方向Ｘ，Ｙ，Ｚについて定義しておく。第１方向Ｘは、バッテリコネクタ１９の嵌合方向、つまり第１コネクタ２１から第２コネクタ２２に向かう方向である。第２方向Ｙは、バッテリコネクタ１９の幅方向であり、複数の信号端子２５が並ぶ方向である。第３方向Ｚは、バッテリコネクタ１９の厚さ方向である。第１乃至第３の方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、互いに略直交する。

図２乃至図５に示すように、信号端子２５、プラス端子２６、及びマイナス端子２７は、それぞれ板状に形成され、横幅（第２方向Ｙの幅）に比べて縦幅（第３方向Ｚの幅）が大きい。信号端子２５、プラス端子２６、及びマイナス端子２７は、それぞれＬ字形に形成され、第１端部３１と、この第１端部３１に対して折れ曲がった第２端部３２とを有する。

第１端部３１は、第１方向Ｘに突出している。第１端部３１は、第２コネクタ２２に接続される端部である。第２端部３２は、メイン回路基板５に設けられたスルーホール（図示しない）に挿入され、例えば半田付けなどでメイン回路基板５に電気的に接続されている。つまり、第１コネクタ２１は、挿入実装方式のコネクタである。なお第１コネクタ２１は、表面実装方式のコネクタでもよい。

図２乃至図４に示すように、複数の信号端子２５は、第１の距離Ｐ１で互いに離れて並べられている。第１の距離Ｐ１は、例えば２．０ｍｍである。なお本明細書で「距離」とは、端子の中心間の距離のことである。

プラス端子２６及びマイナス端子２７は、複数の信号端子２５の両側の側方に分かれて配置されている。プラス端子２６は、第１の距離Ｐ１よりも大きな第２の距離Ｐ２で信号端子２５から離れている。第２の距離Ｐ２は、例えば４．５ｍｍである。プラス端子２６の第２方向Ｙの幅Ｗ２は、信号端子２５の幅Ｗ１よりも大きい。つまりプラス端子２６は、信号端子２５よりも太い。プラス端子２６の第１方向Ｘの突出量Ｌ２は、信号端子２５の突出量Ｌ１と略同じである。

プラス端子２６と信号端子２５との間には、位置決めピン２８が設けられている。位置決めピン２８は、第１ハウジング２４と一体に形成され、合成樹脂製であり、絶縁性を有する。位置決めピン２８の第１方向Ｘの突出量Ｌ４は、プラス端子２６の突出量Ｌ２よりも大きい。つまり位置決めピン２８は、第１方向Ｘにプラス端子２６よりも大きく突出している。位置決めピン２８は、信号端子２５から例えば２．０ｍｍ離れるとともに、プラス端子２６から２．５ｍｍ離れている。

マイナス端子２７は、信号端子２５に対して位置決めピン２８とは反対側に設けられている。マイナス端子２７は、第１の距離Ｐ１よりも大きな第３の距離Ｐ３で信号端子２５から離れている。第３の距離Ｐ３は、第２の距離Ｐ２よりも短く、例えば２．５ｍｍである。第３の距離Ｐ３は、例えば位置決めピン２８とプラス端子２６との間の距離に対応する。

マイナス端子２７の第２方向Ｙの幅Ｗ３は、信号端子２５の幅Ｗ１よりも大きく、例えばプラス端子２６の幅Ｗ２と略同じである。つまりマイナス端子２７は、信号端子２５よりも太い。マイナス端子２７の第１方向Ｘの突出量Ｌ３は、プラス端子２６の突出量Ｌ２よりも大きく、位置決めピン２８の突出量Ｌ４よりも小さい。つまりマイナス端子２７は、第１方向Ｘにプラス端子２６よりも大きく突出するとともに、位置決めピン２８よりも短い。

図２乃至図４に示すように、第１コネクタ２１の両端部には、固定部３５が設けられている。固定部３５には、ナット３６が装着されている。このナット３６に図示しないねじが取り付けられることで、第１コネクタ２１は、メイン回路基板５に固定される。

第１ハウジング２４は、メイン回路基板５に向いて突出した例えば２つのボス３７を有する。ボス３７は、メイン回路基板５の貫通孔５ａに挿入され、メイン回路基板５に対する第１コネクタ２１の位置を規制する。一方のボス３７と第１コネクタ２１の一端部の固定部３５との間に、プラス端子２６が位置する。他方のボス３７と第１コネクタ２１の他方の端部の固定部３５との間に、マイナス端子２７が位置する。

図３及び図４に示すように、第１ハウジング２４は、メイン回路基板５とは反対側に平坦部３８を有する。平坦部３８は、メイン回路基板５と略平行に、第１コネクタ２１の両端部の固定部３５の間に延びている。平坦部３８には、例えば３つの窪み部３９が設けられている。窪み部３９は、第１ハウジング２４の内側に窪んでおり、平坦部３８に段差を形成している。窪み部３９は、プラス端子２６及びマイナス端子２７を外れた位置に設けられている。

次に、図６乃至図８を参照して、第２コネクタ２２について詳しく説明する。
図６に示すように、バッテリ１８は、バッテリケース４１、充電池４２、及び回路基板４３（第２の回路基板）を有する。回路基板４３は、例えば起立した姿勢でバッテリケース４１に収容されている。回路基板４３は、鉛直方向に広がる起立面４３ａを有する。第２コネクタ２２は、回路基板４３の起立面４３ａに実装されている。

第２コネクタ２２は、合成樹脂製の第２ハウジング４５を有する。第２ハウジング４５は、第１凹部５１、複数の第２凹部５２、第３凹部５３、及び第４凹部５４を有する。第１凹部５１には、位置決めピン２８が差し込まれる。第２凹部５２には、信号端子２５が差し込まれる。第３凹部５３には、プラス端子２６が差し込まれる。第４凹部５４は、マイナス端子２７が差し込まれる。

第１凹部５１を除く各凹部５２，５３，５４には、回路基板４３に電気的に接続された接続端子５５がそれぞれ設けられている。接続端子５５は、各凹部５２，５３，５４に挿入された信号端子２５、プラス端子２６、またはマイナス端子２７に接触し、第１コネクタ２１を第２コネクタ２２に電気的に接続させる。

図２に示すように、第２凹部５２は、第１凹部５１との間に第１壁部６１を有する。第１凹部５１と第２凹部５２との中心間距離は、例えば２．０ｍｍである。第３凹部５３は、第１凹部５１に対して第２凹部５２とは反対側に設けられている。第３凹部５３は、第１凹部５１との間に第２壁部６２を有する。第３凹部５３と第１凹部５１との中心間距離は、例えば２．５ｍｍである。第２壁部６２は、第１壁部６１よりも厚い。つまり第１壁部６１の第２方向Ｙの幅Ｗ４（厚さ）は、第２壁部６２の幅Ｗ５よりも薄い。

第２ハウジング４５は、回路基板４３に向いて突出した例えば２つのボス６４を有する。ボス６４は、回路基板４３の貫通孔４３ｂに挿入され、回路基板４３に対する第２コネクタ２２の位置を規制する。ボス６４は、第３凹部５３及び第４凹部５４を外れた位置に設けられている。

図６に示すように、第２コネクタ２２の両端部には、係合部６５が設けられている。係合部６５は、第２コネクタ２２の側方に向いて延びた第１部分６５ａと、第１部分６５ａに対して直交する方向に延びた第２部分６５ｂとを有する。第２部分６５ｂは、バッテリケース４１に対する回路基板４３及びバッテリ１８の取り付け方向に延びている。

バッテリケース４１は、第２コネクタ２２の係合部６５が嵌合する保持部６６を有する。保持部６６は、例えば係合部６５の形状に対応した凹部である。係合部６５が保持部６６に嵌合することで、第２コネクタ２２及び回路基板４３の位置が規制される。

このような構成によれば、バッテリコネクタ１９の小型化を実現することができる。
本実施形態のバッテリコネクタ１９は、第１の距離Ｐ１で互いに離れて並べられた複数の信号端子２５と、第１の距離Ｐ１よりも大きな第２の距離Ｐ２で信号端子２５から離れたプラス端子２６と、第１の距離Ｐ１よりも大きな第３の距離Ｐ３で信号端子２５から離れたマイナス端子２７とを有する。ここで、プラス端子２６及びマイナス端子２７は、信号端子２５に比べて大きな電流が流れ、発熱しやすい。

つまり本実施形態のバッテリコネクタ１９は、比較的発熱しやすい電源端子２６，２７を信号端子２５から所定距離だけ離すとともに、比較的小さな電流しか流れない信号端子２５の間の距離を詰めている。これにより、高い安全性を確保しながらバッテリコネクタ１９の小型化を実現することができる。

さらに本実施形態のバッテリコネクタ１９は、プラス端子２６よりも大きく突出したマイナス端子２７を有する。このため、第１コネクタ２１を第２コネクタ２２に嵌合させた時、プラス端子２６が第２コネクタ２２の接続端子５５に接触する前に、マイナス端子２７が第２コネクタ２２の接続端子５５に接触し、先にグラウンドがとられる。

このため、第１コネクタ２１に溜まっていた静電気などの電気が逃がされ、安全性が向上するとともに、電位がより安定しやすくなる。また、第１コネクタ２１を第２コネクタ２２から取り外す時も全ての端子２５，２６，２７のなかでマイナス端子２７が最後まで第２コネクタ２２の接続端子５５に接続されているため、安全性がより高くなる。

さらに本実施形態のバッテリコネクタ１９は、位置決めピン２８を有する。これにより、逆差しが防止される。さらに位置決めピン２８がプラス端子２６よりも大きく突出していると、例えば板状の金属片のような異物が第１コネクタ２１と第２コネクタ２２の間に付着したときに、この位置決めピン２８が金属片に対する凸となる。このため、上記金属片は、プラス端子２６とマイナス端子２７とに同時に接触する可能性が小さい。つまり、プラス端子２６とマイナス端子２７との間がショートするのを防止することができる。

本実施形態に係るバッテリコネクタ１９は、上記のような比較的大きな位置決めピン２８を、端子間の距離を詰めていない信号端子２５とプラス端子２６との間の領域を有効活用して設けている。これにより、他の部分に位置決めピン２８を設ける場合に比べて、バッテリコネクタ１９の小型化をより図ることができる。

ここで、比較的大きく突出した位置決めピン２８及びマイナス端子２７が互いに並んで設けられると、第１コネクタ２１の一方の端部に大きな端子２７，２８が集中し、第２コネクタ２２に対する第１コネクタ２１の抜き差しのやりやすさが低下する可能性がある。

一方で、本実施形態では、位置決めピン２８をプラス端子２６の隣に設けるとともに、信号端子２５に対して位置決めピン２８とは反対側にマイナス端子２７を設けている。これにより、それぞれプラス端子２６よりも大きく突出した位置決めピン２８及びマイナス端子２７が第１コネクタ２１の両端部に分かれて配置される。このため、第２コネクタ２２に対する第１コネクタ２１の抜き差しの安定性が向上し、そのやりやすさが向上する。

本実施形態に係るバッテリコネクタ１９は、位置決めピン２８が差し込まれる第１凹部５１と、第１凹部５１との間に第１壁部６１を有し、信号端子２５が差し込まれる第２凹部５２と、第１凹部５１に対して前記第２凹部５２とは反対側に設けられ、第１凹部５１との間に第１壁部６１よりも厚い第２壁部６２を有し、プラス端子２６が挿入される第３凹部５３とを備える。

このため、仮にバッテリコネクタ１９に無理な力が加わり、位置決めピン２８の周りに負荷が加わった時、第２壁部６２よりも第１壁部６１が先に破損する。つまり、比較的大きな電流が流れる電源端子側ではなく、比較的小さな電流しか流れない信号端子側が先に壊れることで、電源端子側に大きな負荷が加わらないようになっている。これにより、バッテリコネクタ１９のより高い安全性を確保することができる。また、第１壁部６１を第２壁部６２に比べて薄くすることで、バッテリコネクタ１９の小型化を図ることができる。

本実施形態では、プラス端子２６及びマイナス端子２７は、信号端子２５よりも太い。このため、プラス端子２６及びマイナス端子２７は、大きな電流が流れた場合でも、比較的発熱しにくくなっている。

本実施形態では、第２コネクタ２２は係合部６５を有し、バッテリケース４１は、第２コネクタ２２の係合部６５が嵌合する保持部６６を有する。このため、第２コネクタ２２の精度の良い位置出しができるとともに、組立性が良好である。

第１ハウジング２４に平坦部３８があると、射出成形時にこの平坦部３８の表面付近が冷えやすく、平坦部３８の表面付近が他の部分よりも過度に早く固化してしまう。そのため、製品内部に気泡が取り残されやすくなる。製品内部に気泡が取り残されると、後工程のリフロー時に気泡が膨張して製品表面に不具合を生じやすい。

一方で、本実施形態の第１ハウジング２４は、平坦部３８に窪み部３９を有する。このような窪み部３９を設けると、平坦部３８の表面付近が冷えにくくなり、製品内部に気泡が取り残されにくくなる。本実施形態では、この窪み部３９は、プラス端子２６及びマイナス端子２７を外れた位置に設けられている。このため、プラス端子２６及びマイナス端子２７付近には段差が存在せず、第１ハウジング２４の強度が高くなっている。このため、比較的大きな電流が流れるプラス端子２６及びマイナス端子２７周りの安全性がより高く確保されている。

プラス端子２６及びマイナス端子２７は、比較的大きな電流が流れ、発熱量が大きい。そのため、プラス端子２６及びマイナス端子２７周囲のハウジング部分は、熱膨張しやすい部分と言える。

本実施形態では、第１ハウジング２４は、第１ハウジング２４の端部に設けられた固定部３５とボス３７との間に、プラス端子２６及びマイナス端子２７が位置する。つまり、熱膨張しやすいプラス端子２６及びマイナス端子２７の周囲領域が、第１ハウジング２４の固定部３５とボス３７とによって両側から固定されている。このため、第１コネクタ２１の固定がより安定するとともに、不用な膨張が抑えられ、信頼性が向上しやすい。

次に、図９を参照して上記実施形態の一つの変形例を説明する。なお上記実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、上記実施形態と同じである。

図９に示すように、プラス端子２６は、位置決めピン２８から２．０ｍｍ離れて設けられている。本変形例においても、第２の距離Ｐ２は、第１の距離Ｐ１よりも大きい。このような構成においても、上記実施形態と略同じ効果を期待することができる。

以上説明したように、上記実施形態及び変形例の構造によれば、バッテリコネクタ１９及び電子機器１の小型化を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、プラス端子２６及び信号端子２５は、必ずしもバッテリコネクタ１９の両端部に分かれて設けられる必要は無く、それぞれバッテリコネクタ１９の中央部やその他の領域に設けてもよい。プラス端子２６及びマイナス端子２７の幅Ｗ２，Ｗ３は、信号端子２５の幅Ｗ１と略同じでもよい。第１乃至第３の距離Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、実施形態中の具体的な数値に限定されるものではなく、種々の大きさで適宜実施可能である。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された電子機器を付記する。
第１の距離で互いに離れて並べられた複数の信号端子と、前記第１の距離よりも大きな第２の距離で前記信号端子から離れた電源端子と、前記信号端子と前記電源端子との間に設けられ、前記電源端子と略平行に突出した絶縁性の位置決めピンと、を備えたバッテリコネクタを具備した電子機器。

Ｐ１…第１の距離、Ｐ２…第２の距離、Ｐ３…第３の距離、１…電子機器、１９…バッテリコネクタ、２４…第１ハウジング、２５…信号端子、２６…プラス端子、２７…マイナス端子、２８…位置決めピン、３５…固定部、３７…ボス、３８…平坦部、３９…窪み部、４１…バッテリケース、４３…回路基板、５１…第１凹部、５２…第２凹部、５３…第３凹部、６１…第１壁部、６２…第２壁部、６５…係合部、６６…保持部。

Claims

第１の距離で互いに離れて並べられた複数の信号端子と、
前記第１の距離よりも長い第２の距離で前記信号端子から離れたプラス端子と、
前記信号端子と前記プラス端子との間に設けられ、前記プラス端子よりも大きく突出した絶縁性の位置決めピンと、
前記信号端子に対して前記位置決めピンとは反対側に設けられ、前記第１の距離よりも長い第３の距離で前記信号端子から離れたマイナス端子と、
を備えてバッテリに電気的に接続される第１コネクタを具備した電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
前記マイナス端子は、前記プラス端子よりも大きく突出した電子機器。
請求項１または請求項２に記載の電子機器において、
前記マイナス端子は、前記位置決めピンよりも短い電子機器。
請求項１または請求項３に記載の電子機器において、
前記プラス端子及び前記マイナス端子は、前記信号端子よりも太い電子機器。
請求項１または請求項４に記載の電子機器において、
前記第１コネクタは、平坦部を有したハウジングを備え、前記平坦部の前記プラス端子を外れた位置に窪み部が設けられた電子機器。
請求項１または請求項５に記載の電子機器において、
前記第１コネクタは、当該第１コネクタの端部に設けられた固定部と、この固定部との間に前記プラス端子が位置するボスとを有した電子機器。
請求項１または請求項６に記載の電子機器において、
前記第１コネクタが係合する第２コネクタを備え、
前記第２コネクタは、前記位置決めピンが差し込まれる第１凹部と、前記複数の信号端子が其々差し込まれる複数の第２凹部と、前記第１凹部に対して前記複数の第２凹部とは反対側に設けられて、前記プラス端子が差し込まれる第３凹部と、前記マイナス端子が差し込まれる第４凹部とが設けられた電子機器。
請求項７に記載の電子機器において、
前記第２コネクタは、前記第１凹部と前記第２凹部との間に設けられた第１壁部と、前記第１凹部と前記第３凹部との間に設けられ、前記第１壁部よりも厚い第２壁部とを有した電子機器。
請求項７または請求項８に記載の電子機器において、
前記バッテリが取り付けられる筐体と、
前記筐体に収容され、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタの何れか一方が電気的に接続された第１回路基板と、
前記バッテリに設けられ、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタの何れか他方が電気的に接続された第２回路基板と、
を備えた電子機器。
請求項９に記載の電子機器において、
前記バッテリは、前記第２回路基板が収容されるケースと、前記第２コネクタの両端部に設けられた係合部と、前記ケースに設けられ、前記係合部が支持される保持部とを備えた電子機器。
請求項９または請求項１０に記載の電子機器において、
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、前記筐体の厚み方向とは交差する方向で互いに係合される電子機器。
請求項１または請求項１１に記載の電子機器において、
表示パネルをさらに備えた電子機器。
第１の距離で互いに離れて並べられた複数の信号端子と、
前記第１の距離よりも長い第２の距離で前記信号端子から離れたプラス端子と、
前記信号端子と前記プラス端子との間に設けられた絶縁性の位置決めピンと、
前記信号端子に対して前記位置決めピンとは反対側に設けられ、前記第１の距離よりも長い第３の距離で前記信号端子から離れたマイナス端子と、
を備えてバッテリに電気的に接続されるコネクタを具備した電子機器。