JP4946577B2 - 回転プラグを備えた機器 - Google Patents

Description

本発明は、回転プラグを回転させて栓刃をケースから突出させることにより、外部のコンセントに差し込んでＡＣ電源等の供給を受けることができるようにした回転プラグを備えた機器に関するものである。

携帯電話機やディジタルカメラ等の電池パックの充電を行う充電器には、回転プラグをケースに軸支することにより、この回転プラグから突出する一対の栓刃がケース内に収納された状態とケースから突出した状態との間で回転可能となるようにしたものがある。このような充電器は、栓刃をケースから突出させることにより、コンセントに差し込んでＡＣ電源の供給を受けることができるだけでなく、栓刃をケース内に収納すれば、持ち運びや保管の際に栓刃が邪魔にならないようにすることができる。

上記回転プラグの回転方向は、一対の栓刃が回転軸に沿って並ぶ縦回転型のもの（例えば、特許文献１参照。）と、一対の栓刃が回転軸に直交する方向に並ぶ横回転型のもの（例えば、特許文献２参照。）と、一対の各栓刃ごとに回転軸を備えた個別回転型のもの（例えば、特許文献３参照。）がある。

ここで、縦回転型の回転プラグは、一対の栓刃を横並びにしてケース内に収納するので、このケース内で広い面積を占有し、回路基板等のスペースを大きく圧迫する。これに対して、横回転型の回転プラグは、一対の栓刃を縦に並べてケース内に収納するので、このケース内の占有面積を小さくすることができるだけでなく、縦横回転型のものよりもデザイン性に優れ、一般に薄型化が容易となる。また、個別回転型の回転プラグは、伝達ツマミをスライドさせる等して、一対の栓刃を連動させる機構が必要となるため、構造が複雑となり動作も不安定になり易いという欠点がある。このため、最近の充電器では、横回転型の回転プラグが用いられることが多くなっている。

従来の横回転型の回転プラグを用いた充電器の構成例を図４に示す。この充電器は、回転プラグ３の両端面から左右に突設された回転軸３ａ、３ｂをケース１、２の軸受部２ａ、２ｂで軸支すると共に、この回転プラグ３の側面から突出する一対の栓刃３ｃ、３ｄに接続された一対の接点３ｅ、３ｆを右側の回転軸３ａの表面に露出させ、これらの栓刃３ｃ、３ｄがケース１、２から突出した状態のときに、このケース１、２内に配置した回路基板４の一対の受け端子４ａ、４ｂがこれらの接点３ｅ、３ｆに圧接されるようにしていた。

ところが、上記横回転型の回転プラグ３は、一対の栓刃３ｃ、３ｄをケース１、２内に収納したときに、これらの栓刃３ｃ、３ｄの長手方向に沿った比較的広いスペースをケース内で占有するにもかかわらず、これらの栓刃３ｃ、３ｄの長手方向に直交する方向に突設された回転軸３ａの表面に接点３ｅ、３ｆを露出させて、栓刃３ｃ、３ｄの突出時にこれらの接点３ｅ、３ｆに圧接するように受け端子４ａ、４ｂを配置するので、栓刃３ｃ、３ｄを含む回転プラグ３の収納領域に対して受け端子４ａ、４ｂがＬ字状又は凸状に飛び出した位置に配置されることになる。しかも、一対の受け端子４ａ、４ｂは、ＡＣ電源に接続されて極性の異なる充電部となるので、これらの受け端子４ａ、４ｂ間だけでなく、その回路基板４上の周囲についても、電気用品の安全を図るために、図示を省略したプリント配線や実装部品との間に所定の空間距離を取った領域Ａを確保する必要が生じる。

従って、従来の横回転型の回転プラグを用いた充電器は、回路基板４上でのプリント配線や実装部品のレイアウトに大きな制限が生じるという問題が生じていた。例えば、図４に示す回路基板４では、領域Ａ内に極性の異なる配線や回路部品を配置できないので、プリント基板面上で自由にレイアウトできる領域Ｂが凹状に窪んだ複雑な形状となり、プリント配線や実装部品の配置に制約が大きくなる。しかも、このために回路基板４を全体的に大きくせざるを得なくなり、これに伴って充電器自体も大型化することになる。
実開平４−１３１８７０号公報 国際公開第０６／０９５７８６号パンフレット 実開平７−１８３７１号公報

本発明は、受け端子と回転プラグと収納された状態の栓刃とを直線状に並べて配置することにより、ケース内のスペースを有効利用できるようにした回転プラグを備えた機器を提供しようとするものである。

回転プラグをケース内で軸支することにより、この回転プラグの回転周囲側を向く側面から突出する一対の栓刃がケース内に収納された状態とケースから突出した状態との間で回転可能となるようにした回転プラグを備えた機器において、
一対の栓刃に接続された一対の接点を、回転プラグの回転軸方向に並べて、前記回転軸内を直径方向に貫通し、この回転プラグにおける一対の栓刃が突出する間とは異なる前記回転軸の周側面に露出させ、
一対の受け端子を、回転プラグの回転軸に対して、収納された状態の栓刃の突出側とは逆方向のケース内に配置すると共に、これらの栓刃がケースから突出した状態のときに、前記一対の接点に圧接させたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、回転方向に並んだ一対の栓刃に対してねじれた位置関係で接続された一対の接点を回転プラグの側面に回転軸方向に並べて露出させることにより、ケース内に収納された状態の栓刃の長手方向に沿って回転プラグを介した位置に一対の受け端子を配置することができるので、これら受け端子と回転プラグと収納された栓刃とがケース内で直線状に並び、このケース内のスペースを有効利用できるようになる。

以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、これらの図においても、図４に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。

本実施形態は、従来例と同様に、携帯電話機やディジタルカメラ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１に示すように、樹脂製の上ケース１と下ケース２を上下から重ね合わせた方形箱型のケース１、２に覆われている。また、下ケース２内には、回転プラグ３が取り付けられると共に、回路基板４が配置されている。

回転プラグ３は、樹脂成形品からなる本体の左右の両端面から回転軸３ａ、３ｂを突設すると共に、これらの回転軸３ａ、３ｂを中心としたときの回転周囲側を向くいずれかの側面（図１では後方を向く側面）から、導電金属製の一対の栓刃３ｃ、３ｄを平行に突出させたものである。また、これら一対の栓刃３ｃ、３ｄの基部側は、回転プラグ３の本体内を通り、一対の栓刃３ｃ、３ｄの突出方向とは反対側の側面（図１では前方を向く側面）に、回転軸３ａ、３ｂの軸方向（左右方向）に並んで露出させることにより、一対の接点３ｅ、３ｆを構成している。

即ち、本実施形態では、図１に示す下方の栓刃３ｃの基部側が、回転プラグ３の本体内で一旦上方に折れ曲がり、上下の中央部で前方に折れ曲がって、右側の回転軸３ａ内を直径方向に貫通し、先端部がこの回転軸３ａの基部の前方を向く周側面よりも僅かに前方に突出して露出することにより接点３ｅとなる。また、上方の栓刃３ｄの基部側は、図１では裏に隠れているが、回転プラグ３の本体内で一旦下方に折れ曲がり、上下の中央部で前方に折れ曲がって、左側の回転軸３ｂ内を直径方向に貫通し、先端部がこの回転軸３ｂの基部の前方を向く周側面よりも僅かに前方に突出して露出することにより接点３ｆとなる。従って、これら上下に並ぶ一対の栓刃３ｃ、３ｄと左右に並ぶ一対の接点３ｅ、３ｆは、ねじれた位置関係で接続されることになる。

下ケース２内には、左方向の端部で前後方向のほぼ中央部に、左右を軸方向とする軸受部２ａ、２ｂが形成されると共に、これらの軸受部２ａ、２ｂの間と、これより後方側の底面が下方に開口されている。そして、上記回転プラグ３は、回転軸３ａ、３ｂが軸受部２ａ、２ｂに軸支されるように、下ケース２内に取り付けられる。従って、この回転プラグ３は、図２に示すように、栓刃３ｃ、３ｄが後方を向いて下ケース２内に収納された状態と、図３に示すように、栓刃３ｃ、３ｄが下方を向いて下ケース２から突出した状態との間で回転可能となる。

なお、上記回転プラグ３の左側の回転軸３ｂの突出端面からは、図１に示すように、角柱部３ｇがさらに突設されている。角柱部３ｇは、下ケース２内の左側の軸受部２ｂよりさらに左側に取り付けられた図示しないロッカーによって角柱状の両側面を弾性的に挟持されることにより、回転プラグ３が１／４回転するたびにクリック感が生じるようにして、栓刃３ｃ、３ｄが収納された状態と突出した状態とで回転位置が安定するようにしている。

回路基板４は、プリント配線基板上に充電回路を構成したものである。ただし、回路基板４のプリント配線と実装部品は、図面を見やすくするために図示を省略している。この回路基板４は、下ケース２内に嵌まり込むようなほぼ方形であるが、回転プラグ３が取り付けられる左端部の中央から後方の部分が切り欠かれた形状となっている。この回路基板４には、左端部の切り欠き部の前方に一対の受け端子４ａ、４ｂが左右に並べて取り付けられている。各受け端子４ａ、４ｂは、弾性を有する幅の狭い導電金属板からなり、下端が回路基板４に固定されると共に図示しないプリント配線に接続されている。また、これらの各受け端子４ａ、４ｂは、回路基板４に固定された下端から一旦上方に伸びると共に後方に折れ曲がり、さらに斜め下方に曲がって先端部をＶ字状に形成している。

従って、下ケース２内に回転プラグ３を取り付けて回路基板４を配置すると、栓刃３ｃ、３ｄが収納された状態のときには、図２に示すように、一対の受け端子４ａ、４ｂの先端部が回転プラグ３における栓刃３ｃ、３ｄの突出部分からほぼ１／４回転離れた側面の上方に左右に並んで位置するが、栓刃３ｃ、３ｄが突出した状態のときには、図３に示すように、一対の受け端子４ａ、４ｂの先端部が回転プラグ３における栓刃３ｃ、３ｄの突出部分からほぼ１／２回転離れた側面の左右に露出する一対の接点３ｅ、３ｆを上方から圧接するようになる。このため、栓刃３ｃ、３ｄを突出させた状態で外部のコンセントに差し込めば、接点３ｅ、３ｆに接続された受け端子４ａ、４ｂを介して、回路基板４の充電回路の電源入力部にＡＣ電源を供給することができるようになる。

なお、上記回路基板４には、図１に示すように、複数の電池端子４ｃ〜４ｅも取り付けられている。これらの電池端子４ｃ〜４ｅは、回路基板４の充電回路の充電出力部に接続されていて、下ケース２に上ケース１を重ね合わせたときに、この上ケース１の上面に形成された窪み状の装着部１ａにこれら電池端子４ｃ〜４ｅの一部が突出するようになっている。従って、上ケース１の装着部１ａに電池パックを装着すると、この電池パックと回路基板４の充電回路とが電池端子４ｃ〜４ｅを介して接続されて充電が行われるようになる。

上記充電器は、持ち運びや保管の際には、栓刃３ｃ、３ｄが後方を向くように回転プラグ３を回転させて、これらの栓刃３ｃ、３ｄをケース１、２内に収納し、邪魔にならないようにすることができる。また、電池パックの充電時には、この電池パックを装着部１ａに装着すると共に、栓刃３ｃ、３ｄが下方を向くように回転プラグ３を１／４回転させて、これらの栓刃３ｃ、３ｄをケース１、２から突出させる。すると、回転プラグ３の接点３ｅ、３ｆに回路基板４の受け端子４ａ、４ｂの先端部が圧接されるので、栓刃３ｃ、３ｄが回路基板４の充電回路の電源入力部と接続される。そして、ケース１、２の底面から突出した栓刃３ｃ、３ｄをＡＣ電源のコンセントに差し込めば、電池パックの充電を行うことができる。

上記構成の充電器によれば、回転プラグ３の回転軸に対して、ケース１、２内に収納された状態の栓刃３ｃ、３ｄの突出側とは逆方向の回路基板４上に受け端子４ａ、４ｂが配置されるので、これら受け端子４ａ、４ｂと、その周囲に安全上の空間距離を取った領域Ｃと、回転プラグ３と、栓刃３ｃ、３ｄとを一直線状に配置することができるようになる。このため、回路基板４上では、実装部品のレイアウトするためのまとまった方形の領域Ｄが、凹状に窪むようなことなく確保されるので（領域Ｃよりも前方の領域も利用可能である）、この回路基板４上のスペースを有効に利用することができるようになり、充電器の小型化にも貢献できるようになる。

なお、上記実施形態では、接点３ｅ、３ｆが回転プラグ３の側面から僅かに突出して露出しているので、栓刃３ｃ、３ｄがケース１、２に収納された状態のときには、受け端子４ａ、４ｂの先端部が回転プラグ３の側面の上方に離れて位置しているとして説明したが、このときの受け端子４ａ、４ｂの先端部は、弾性によって回転プラグ３の側面に接触するようになっていてもよい。そして、この場合には、接点３ｅ、３ｆが回転プラグ３の側面と面一で露出していたり、僅かに窪んで露出していてもよい。ただし、受け端子４ａ、４ｂの先端部が回転プラグ３の側面に接触する場合には、この接触によって削り滓等を生じることがないように、回転プラグ３の本体材料に耐摩耗性や滑性の高いものを使用することが好ましい。また、回転プラグ３の本体は、十分な剛性を供えた絶縁体であればよいので、この本体の全部又は一部に、耐摩耗性の低い樹脂材料に代えて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、受け端子４ａ、４ｂの先端部が接触する部分に耐摩耗性や滑性を高めるための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、回転プラグ３の回転軸３ａ、３ｂを下ケース２の軸受部２ａ、２ｂで軸支する場合を示したが、回転プラグ３がケース１、２内で軸支されていればよいので、この軸支構造は上記実施形態の場合に限定されない。特に、この回転プラグ３は、接点３ｅ、３ｆが側面に露出するので、必ずしも回転軸３ａ、３ｂは必要ではなく、例えば下ケース２に配置された軸に回転プラグ３を外嵌させることにより軸支されるようになっていてもよい。

また、上記実施形態では、回転プラグ３から角柱部３ｇを突設して、これをロッカーで挟み込むことによりクリック感を得るようにした場合を示したが、このクリック感を得るための構造も任意である。しかも、回転プラグ３の回転の際のクリック感が不要であれば、このための構造を設ける必要もなくなり、回転プラグ３を下ケース２のさらに左方向の端に配置することができるようになる。

また、上記実施形態では、接点３ｅ、３ｆが栓刃３ｃ、３ｄと一体の導電金属からなる場合について示したが、これらの接点３ｅ、３ｆと栓刃３ｃ、３ｄは、例えば別部品をリード線等で接続したものであってもよい。

また、上記実施形態では、接点３ｅ、３ｆが回転プラグ３における栓刃３ｃ、３ｄの突出側とは逆方向の側面に露出する場合を示したが、これらの接点３ｅ、３ｆが露出する側面は、一対の栓刃３ｃ、３ｄが突出する間の側面とは異なる側面であれば、必ずしも逆方向の側面である必要はない。例えば、図１に示すように、栓刃３ｃ、３ｄが収納されて後方を向いている状態の回転プラグ３の場合に、接点３ｅ、３ｆがこの回転プラグ３の下方を向く側面に露出するようになっていたとすると、これらの栓刃３ｃ、３ｄが突出して下方を向けば、接点３ｅ、３ｆも回転プラグ３の前方を向く側面に露出することになるので、受け端子４ａ、４ｂは、上記実施形態のように大きく上方や後方に伸びるように形成する必要がなくなり、回路基板４上の取り付け位置の近傍で接点３ｅ、３ｆに接触させることができるようになる。

また、上記実施形態では、幅の狭い導電金属板を折り曲げた形状の受け端子４ａ、４ｂを用いる場合を示したが、回転プラグ３の側面に露出する接点３ｅ、３ｆに接触して接続される導電体であれば、材質や形状、構造は任意である。

また、上記実施形態では、プリント配線基板上に充電回路を構成した回路基板４を用いる場合を示したが、必ずしもこのようなプリント配線基板は不要であり、例えば下ケース２内に直接回路部品を取り付けて配線を施した充電器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、樹脂製の上ケース１と下ケース２を上下から重ね合わせて方形箱型のケース１、２を構成する場合を示したが、充電器のケースの構成や形状、材質も任意である。さらに、このケース内で回転プラグ３を取り付ける位置も、必ずしも端部には限定されない。

また、上記実施形態では、ＡＣ電源のコンセントから電源の供給を受けて、携帯電話機やディジタルカメラ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、充電器に限らず他の回転プラグを備えた機器に本発明を実施することもでき、電源以外の信号等をやり取りするための接続を行うコネクタとなる回転プラグを備えた機器に実施することも可能である。

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、栓刃を収納した状態の充電器の内部構造を示す部分拡大縦断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、栓刃を突出させた状態の充電器の内部構造を示す部分拡大縦断面図である。 従来例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。

符号の説明

１ ケース
１ 上ケース
１ａ 装着部
２ 下ケース
２ａ 軸受部
２ｂ 軸受部
３ 回転プラグ
３ａ 回転軸
３ｂ 回転軸
３ｃ 栓刃
３ｄ 栓刃
３ｅ 接点
３ｆ 接点
３ｇ 角柱部
４ 回路基板
４ａ 受け端子
４ｂ 受け端子
４ｃ 電池端子
４ｄ 電池端子
４ｅ 電池端子

Claims (1)

1. 回転プラグをケース内で軸支することにより、この回転プラグの回転周囲側を向く側面から突出する一対の栓刃がケース内に収納された状態とケースから突出した状態との間で回転可能となるようにした回転プラグを備えた機器において、
   一対の栓刃に接続された一対の接点を、回転プラグの回転軸方向に並べて、前記回転軸内を直径方向に貫通し、この回転プラグにおける一対の栓刃が突出する間とは異なる前記回転軸の周側面に露出させ、
   一対の受け端子を、回転プラグの回転軸に対して、収納された状態の栓刃の突出側とは逆方向のケース内に配置すると共に、これらの栓刃がケースから突出した状態のときに、前記一対の接点に圧接させたことを特徴とする回転プラグを備えた機器。

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