JP4977847B2

JP4977847B2 - 電源装置、及びコネクタ

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Publication number: JP4977847B2
Application number: JP2010543396A
Authority: JP
Inventors: ホルムベルグ、ペル; セーレンソン、ステファン; ヘルリングスラック、ヘンリク; ボーゲンホルム、フレドリック
Original assignee: ソニーモバイルコミュニケーションズ，エービー
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-07-21
Also published as: JP2011510462A; EP2250712A1; WO2009092458A1; CN101926064A; US20090191737A1; CN101926064B; US7556514B1

Description

本発明は、機器用の電源装置と、コネクタに関する。特に、本発明は、電源装置に対する電力供給の入力をユーザが直感的に行う操作に関する。

機器用の電源装置は、普通に使われている。電源装置は、携帯電話機、ＰＤＡ、ノートパソコン等の充電器、又は、無線ローカル・アクセス・ネットワーク・ノード、コンピュータ付属品、家庭用電化製品等の電子機器の直流（ＤＣ）電源装置に成れる。電源装置は、一般的にＤＣ出力を提供できるように構成されている。電源装置は、電圧のダウン・コンバージョンや整流のための交流電源や、例えば、車内で電圧を所望のレベルにダウン・コンバージョン又はアップ・コンバージョンするために、ＤＣ出力に接続できる。これらの供給装置から生じる問題は、供給装置が入力供給部に接続されたままの状態であるときに、低い電圧レベルではあるもののエネルギーが消費されることである。ただし、供給装置はしばしば長い間放置されると、無視できない量のエネルギーが消費される。例えば、携帯電話機の充電器は、恒久的に電源に接続されており、一週間で僅かな時間の間携帯電話機の充電に用いられ、残りの時間に待機電力を消費する。それ故に、電源装置におけるエネルギー消費をどのように減らすかが問題である。

本発明は、電源装置とユーザの直感的な相互作用が、実際のエネルギー消費を改善できるという認識に基づいている。更に、本発明は、電源装置に関連するユーザの相互作用が、主に、電力の供給を意図している問題となる装置への電源装置の接続や分離に関連するという認識に基づいている。

本発明の第１の観点によれば、電源装置が電力を供給する機器の対応するコネクタに結合するように設けられた電源装置用コネクタであって、少なくとも１つの電気接点と、ユーザが前記コネクタを前記装置に対して接続又は分離するときに前記ユーザが握れるように配置された第１部分と、前記第１部分に対してスライド自在に配置された第２部分とを有するハウジングと、前記第１部分又は前記第２部分上に配置された少なくとも１つの電気接点であって、前記少なくとも１つの電気接点を前記対応する結合コネクタに接続させる第１力が、前記第１部分と前記第２部分の間でのスライドを生じさせる第２力よりも大きい少なくとも１つの電気接点と、前記第１部分と前記第２部分の相対位置に基づいて作動するように配置され、前記電源装置の電力入力部の接続と分離を電気的に制御するスイッチと、を含むコネクタが提供される。

前記少なくとも１つの電気接点は、前記第２部分又は第１部分上に配置されていても良い。前記第２部分は、前記スイッチが前記電源の前記電力入力部の分離を電気的に制御する場合で前記コネクタが前記機器から分離されているときに、バネ力によって前記第１部分に関連する位置に維持されても良い。前記バネ力は、前記第１部分と前記第２部分の間に位置するバネによって加えられても良い。

前記第１部分は、接続の際に前記機器へ向かう方向で前記第２部分に対してスライドし、分離の際に前記機器から離れる方向で前記第２部分に対してスライドするように配置されても良い。代わりに、前記第２部分は、接続の際に前記機器に向かう方向で前記第１部分に対してスライドし、分離の際に前記機器から離れる方向で前記第２部分に対してスライドするように配置されても良い。

前記第２部分は、本質的に前記第１部分を取り囲んでも良い。代わりに、前記第１部分は、本質的に前記第２部分を取り囲んでも良い。

前記第２部分は、本質的に前記少なくとも１つの電気接点を含んでも良い。

前記スイッチは、前記第１部分と前記第２部分上に配置された結合接触器を含んでも良い。

前記スイッチは、容量効果、磁気効果、光学効果のいずれか、又はこれらの組合せに基づいて作動するように構造的に形状が決められても良い。

前記コネクタのスライド状態を示す可視的表示器を更に含んでも良い。

本発明の第２の観点によれば、電力入力部と、電力を供給する機器の対応するコネクタに結合するように設けられたコネクタを有する電力出力部と、を含む電源装置であって、前記コネクタは、少なくとも１つの電気接点と、ユーザが前記コネクタを前記装置に接続又は分離するときに前記ユーザが握れるように配置された第１部分と、前記第１部分に対してスライド自在に配置された第２部分とを有するハウジングであって、前記少なくとも１つの電気接点が前記第１部分又は前記第２部分上に配置され、前記少なくとも１つの電気接点を前記対応する結合コネクタに接続させる第１力が、前記第１部分と前記第２部分の間でスライドさせる第２力よりも大きいハウジングと、前記第１部分と前記第２部分の相対位置に基づいて作動するように配置され、前記電力入力部の接続と分離と電気的に制御するスイッチと、を含む電源装置が提供される。

前記コネクタは、本発明の第１の観点に基づく特徴を有しても良い。前記スイッチは、前記スイッチを経由して電気的に接続される前記電力入力部によって、前記電力入力部の前記接続と前記分離を制御しても良い。

前記スイッチは、前記電力入力部の電流弁を制御するために前記スイッチにより提供される制御信号によって、前記電力入力部の前記接続と前記分離を制御しても良い。前記電流弁は、継電器、制御スイッチ要素、又は、電圧及び／又は電流の管理された提供のための他の制御可能な要素であっても良い。

前記電源装置は、電力貯蔵部と、コントローラを更に含み、前記コントローラは、前記スイッチに基づく前記制御信号を提供し、前記電力入力部が分離されているときに前記電力貯蔵部によって供給されるように設けられても良い。

前記コントローラは、前記コントローラへの電力供給が保証できない場合で前記電力貯蔵部のエネルギーレベルが閾値よりも低いときに、前記制御信号を前記電力貯蔵部の再充電に適応させるように配置されても良い。

本発明の実施形態に係る電源装置用コネクタを示している。本発明の実施形態に係る電源装置用コネクタを示している。コネクタの別の実施形態を示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタを示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタを示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタを示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタを示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタを示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタを示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタの使用を示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタの使用を示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタの原理と使用を示している。本発明の実施形態に係る電源コネクタの原理と使用を示している。本発明の実施形態に係る電源を概略的に示している。本発明の実施形態に係る電源を概略的に示している。

この文脈で、「コネクタ」という用語は、機械的又は電気的な接続のための機能要素を形成するアセンブリに使われている。一方で、「接点」（名詞）という用語は、導電性材料を含むピン、パッド、ボール、フィンガー等の特定の電気接続を提供する機能要素に使われている。

図１ａは、本発明の実施形態に係る電源装置のコネクタ１００を示している。コネクタは、結合接点（不図示）への電気接点を提供するための電気接点１０１を含む。図１ａは、電力を供給するために電源を結合することになっている装置に対してコネクタを挿入又は取り外すために適用される力によって（これは、ガイド要素１０３によって定義される）、第１部分１０２が第２部分１０４に対してスライドするように、コネクタを接続又は分離するときにユーザが握ることができるように設けられた第１部分１０２を有するコネクタを示している。図１ｂは、第１部分１０２を取り外された第２部分１０４を示している。可視的表示器１０６は、電源装置がオフ状態であることをユーザに示すために設けられ、図７や図８を参照して更に説明される。第１部分１０２と第２部分１０４は、互いの相対的なスライド状態から移動する際にスイッチ１０８を動作させるように設けられている。原理は、接続又は分離するための力は、第１部分１０２、第２部分１０４を互いに対してスライドするのに必要な力よりも大きいということである。従って、ユーザがコネクタ１００を接続又は分離するときに、状態変化が自動的に実行される。

図１ｃは、分離されたときに第１部分１０２が引っ張り出されて電気接点１０１を覆うように設けられ、接続時に第１部分１０２が第２部分１０４上に後退するコネクタの別の実施形態を示している。このため、本実施形態では、ユーザは接続又は分離のときに第２部分を握る。分離状態で第１部分を引っ張り出すために、スイッチが電源の電力入力部の分離を電気的に制御するようにコネクタが機器から分離されたときに、好ましくは、第１部分に関連する位置にバネ力が適用される。バネ力は、例えば、第１部分１０２と第２部分１０４の間に設けられたバネ１０５によって加えられる。これ以外では、特徴は図１ａに示す実施形態と同様である。

図２ａと図２ｂは、本発明の実施形態に係る電源コネクタ２００を示している。コネクタ２００は、第２部分２０４が電気接点２０１のみを有することができるように設けられ、又は、第１部分２０２に対してスライドするように設けられた要素を形成する機械要素を伴うことが可能である。図２ａにおいて、コネクタは接続状態であり、第１部分２０２に設けられたスイッチ２０８は、動作している。第１部分２０２と第２部分２０４は、ボールやピン等のバネ動作位置決め要素２０５によって正しい位置に保たれる。位置決め要素２０５によって提供される維持力は、コネクタ２００を分離するために必要とされる力よりも小さい。従って、コネクタ２００の分離時に、第２部分２０４は、図２ｂに示すように第１部分２０２から引っ張り出され、スイッチ２０８はもはや操作されない。コネクタの接続においては、手順が逆転され、第２部分２０４は第１部分２０２にスライドして、スイッチ２０８と係合する。

図１ａ〜図２ｂにおいて、電気接点１０１、２０１を電源に接続する要素は、発明の主要原理を分かりやすくするために、図示されていない。そして、これらの要素は、従来の方式で設計される。

図３は、本発明の実施形態に係る電源装置のコネクタ３００を示しており、第２の電気接点一式３０２は、コネクタをカスケード接続できるように設けられている。図１のコネクタ１００と比較して、第２部分のみが図示され、第１部分が取り除かれている点に留意すべきである。これ以外では、コネクタ３００は、図１に参照されるコネクタ１００と同様な特徴を有する。

図４ａ〜図４ｃは、本発明の実施形態に係る電源コネクタ４００を示している。コネクタ４００は、図３のコネクタ３００に示されるような同様な特徴を有し、コネクタを接続又は分離するときにユーザにとってのグリップ性能を高めるための表面４０２を有している。

図５ａと図５ｂは、本発明の実施形態に係る電源コネクタ５００の使用を示している。図５ａにおいてコネクタ５００は分離状態で示され、図５ｂにおいてコネクタ５００は、電源（不図示）から電力を供給される装置５０２に接続されている。図５は、例示を目的として、図４に開示されたコネクタを示しているが、コネクタ５００は、図１〜図４に開示されたコネクタのいずれかに示されたものに係る特徴を有しても良い。

図６ａと図６ｂは、本発明の実施形態に係る電源コネクタ６００の原理と使用を示している。コネクタ６００は、本発明の原理に基づいてスライド可能に設けられ、またスイッチ６０２を動作又は停止させるために設けられた第１部分６０１と第２部分６０３を有する。スイッチは、結合接触器６０６、６０７が複数のスライド状態のうちの一つの状態で相互接触されるように、第１部分６０１と第２部分６０３上に、それぞれ結合接触器６０６、６０７を有することができる。双安定バネ６０８は、第１部分１０１と第２部分１０３の相対位置を、各スライド状態で明確に維持するように設けられても良い。図６ｂは、装置６０４に接続されたコネクタ６００を示し、図６ｃは、分離を示している。

図７は、本発明の実施形態に係る電源７００を概略的に示している。電源は、電力入力部７０２と、電流及び／又は電圧変換要素７０４と、コネクタ７０８に接続された電力出力部７０６を含む。コネクタ７０８は、図１〜図６を参照して述べたコネクタのいずれかに対応した構成を含み、このため、コネクタ７０８のスライド状態に基づいて動作するスイッチ７１０を含む。電力入力部７０２は、コネクタ７０８が接続／分離されたときに、電流及び／又は電圧変換要素７０４に電気入力部７０２が接続／分離されるように、スイッチ７１０を経由して電気的に接続されている。このため、電源が使用されないときには、例えばＡＣ電源や直流源に接続されていても、待機エネルギーの消費は存在しない。

図８は、本発明の実施形態に係る電源８００を概略的に示している。電源は、電力入力部８０２と、電流及び／又は電圧変換要素８０４と、コネクタ８０８に接続された電力出力部８０６を含む。コネクタ８０８は、図１〜図６を参照して述べたコネクタのいずれかに対応した構成を含み、このため、コネクタ８０８のスライド状態に基づいて動作するスイッチ８１０を含む。電力入力部８０２は、継電器や制御スイッチ要素等の電流弁８１２を経由して電気的に接続されている。電流弁８１２は、コネクタ８０８が接続／分離されたときに電力入力部８０２が電流及び／又は電圧変換要素８０４に接続／分離されるように、スイッチ８１０により提供された信号に基づいて、コントローラ８１４によって制御される。このため、電源が使用されないときには、例えばＡＣ電源や直流源に接続されていても、待機エネルギーの消費は存在しない。電源は、さらに電力貯蔵部８１６を含むことができ、コントローラ８１４は、電力入力部８０２が分離されたときに、電力貯蔵部８１６によって供給される。コントローラ８１４は、コントローラ８１４への供給が保証できない状況下で電力貯蔵部８１６のエネルギーレベルが閾値よりも低い場合に、電力貯蔵部８１６を再充電するための制御信号を適応させるために設けても良い。電力貯蔵部８１６は、バッテリを含んでも良く、又は、好ましくは電気エネルギーを蓄えるコンデンサを含んでも良い。いわゆるスーパーキャップ（supercaps）が、特にこれに適している。

スイッチ１０８、２０８、６０２、７１０、８１０は、前述した例では、コネクタの複数の部分の間でスライドすることで作動する機械スイッチとして示された。しかし、スイッチは、電源装置に対する電力入力部の接続と分離制御を提供するために設けられた、容量・磁気・光学効果を利用するスイッチに代えても良い。

Claims

電源装置により電力が供給される機器の対応するコネクタに結合するように構成された電源装置用コネクタであって、
ユーザが前記コネクタを前記機器に対して接続又は分離するときに前記ユーザが握れるように配置された第１部分と、前記第１部分に対してスライド自在に配置された第２部分とを有するハウジングと、
前記第１部分又は前記第２部分上に配置された少なくとも１つの電気接点であって、前記少なくとも１つの電気接点を前記対応する結合コネクタに接続させる第１力が、前記第１部分と前記第２部分の間でのスライドを生じさせる第２力よりも大きい少なくとも１つの電気接点と、
前記第１部分と前記第２部分の相対位置に基づいて作動するように配置され、前記電源装置の電力入力部の接続と分離を電気的に制御するスイッチと、
を含むコネクタ。
前記少なくとも１つの電気接点は、前記第２部分上に配置されている、請求項１に記載のコネクタ。
前記少なくとも１つの電気接点は、前記第１部分上に配置されている、請求項１に記載のコネクタ。
前記第２部分は、前記スイッチが前記電源の前記電力入力部の分離を電気的に制御する場合で前記コネクタが前記機器から分離されているときに、バネ力によって前記第１部分に対して所定位置に維持される、請求項３に記載のコネクタ。
前記バネ力は、前記第１部分と前記第２部分の間に位置するバネによって加えられる、請求項４に記載のコネクタ。
前記第１部分は、接続の際に前記機器へ向かう方向で前記第２部分に対してスライドし、分離の際に前記機器から離れる方向で前記第２部分に対してスライドするように配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記第２部分は、接続の際に前記機器に向かう方向で前記第１部分に対してスライドし、分離の際に前記機器から離れる方向で前記第１部分に対してスライドするように配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記第２部分は、本質的に前記第１部分を取り囲む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記第１部分は、本質的に前記第２部分を取り囲む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記第２部分は、本質的に前記少なくとも１つの電気接点を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記スイッチは、前記第１部分と前記第２部分上に配置された結合接触器を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記スイッチは、容量効果、磁気効果、光学効果のいずれか、又はこれらの組合せに基づいて作動するように構造的に形状が決められている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記コネクタのスライド状態を示す可視的表示器を更に含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のコネクタ。
電力入力部と、電力を供給する機器の対応するコネクタに結合するように構成されたコネクタを有する電力出力部と、を含む電源装置であって、
前記コネクタは、
少なくとも１つの電気接点と、
ユーザが前記コネクタを前記装置に接続又は分離するときに前記ユーザが握れるように配置された第１部分と、前記第１部分に対してスライド自在に配置された第２部分とを有するハウジングであって、前記少なくとも１つの電気接点が前記第１部分又は前記第２部分上に配置され、前記少なくとも１つの電気接点を前記対応する結合コネクタに接続させる第１力が、前記第１部分と前記第２部分の間でスライドさせる第２力よりも大きいハウジングと、
前記第１部分と前記第２部分の相対位置に基づいて作動するように配置され、前記電力入力部の接続と分離を電気的に制御するスイッチと、
を含む電源装置。
前記少なくとも１つの電気接点は、前記第２部分上に配置されている、請求項１４に記載の装置。
前記少なくとも１つの電気接点は、前記第１部分上に配置されている、請求項１４に記載の装置。
前記第２部分は、前記スイッチが前記電源の前記電力入力部の分離を電気的に制御する場合で前記コネクタが前記機器から分離されているときに、バネ力によって前記第１部分に対して所定位置に維持される、請求項１６に記載の装置。
前記バネ力は、前記第１部分と前記第２部分の間に位置するバネによって加えられる、請求項１７に記載の装置。
前記スイッチは、前記スイッチを経由して電気的に接続される前記電力入力部によって、前記電力入力部の前記接続と前記分離を制御する、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の装置。
前記スイッチは、前記電力入力部の電流弁を制御するために前記スイッチにより提供される制御信号によって、前記電力入力部の前記接続と前記分離を制御する、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の装置。
電力貯蔵部と、コントローラを更に含み、
前記コントローラは、前記スイッチに基づく前記制御信号を提供し、前記電力入力部が分離されているときに前記電力貯蔵部によって電力を供給されるように設けられている、請求項２０に記載の装置。
前記コントローラは、前記コントローラへの電力供給が保証できない場合で前記電力貯蔵部のエネルギーレベルが閾値よりも低いときに、前記制御信号を前記電力貯蔵部の再充電に適応させるように配置されている、請求項２１に記載の装置。
前記第１部分は、接続の際に前記機器へ向かう方向で前記第２部分に対してスライドし、分離の際に前記機器から離れる方向で前記第２部分に対してスライドするように配置されている、請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の装置。
前記第１部分は、本質的に前記第２部分を取り囲む、請求項１４〜２３のいずれか１項に記載の装置。
前記第２部分は、本質的に前記少なくとも１つの電気接点を含む、請求項１４〜２４のいずれか１項に記載の装置。
前記スイッチは、前記第１部分と前記第２部分上に配置された結合接触器を含む、請求項１４〜２５のいずれか１項に記載の装置。
前記スイッチは、容量効果、磁気効果、光学効果のいずれか、又はこれらの組合せに基づいて作動するように構造的に形状が決められている、請求項１４〜２５のいずれか１項に記載の装置。
前記コネクタのスライド状態を示す可視的表示器を更に含む、請求項１４〜２７のいずれか１項に記載の装置。