JP5280885B2

JP5280885B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP5280885B2
Application number: JP2009042137A
Authority: JP
Inventors: 一孔穂積
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-02-25
Also published as: JP2010199956A

Description

本発明は電子機器に関し、特に、電子機器に配される部品への電池からの電力の供給に関する。

携帯電話機などの小型の電子機器は基板上における部品の設置スペースが限られていることから、その部品のレイアウトは制限されてくる。図５は、その限られたレイアウトの一例であり、図５（ａ）に示すように、基板１５０上には、パワーアンプ１５１と、送受信回路１５２と、周波数シンセサイザ１５４と、充電回路１５５と、ＣＰＵ１５６と、第２電力受給端子群１５７（第２受給正極端子１５７ａと、情報端子１５７ｂと、第２受給負極端子１５７ｃとを含む）とが配される。図５（ａ）に示すようにパワーアンプ１５１と、送受信回路１５２と、周波数シンセサイザ１５４とは、信号の送信時に互いに関連しあう部品であるため配線の短縮等を鑑みて近接する位置に配される。

また、充電回路１５５と第２電力受給端子群１５７とも近接する位置に配され、充電回路１５５から第２電力受給端子群１５７までの配線の短縮が図られており、電池電圧の管理や計測を容易にしている。なお、第２電力受給端子群１５７は、電池からの電力の供給を受けて基板１５０上の各部品に電力を供給する端子であるとともに、充電回路から電池１５０に対して充電を行う端子でもある。

そして、図５（ｂ）に示すように、基板１５０上の各回路には、第２電力受給端子群１５７を介して、第２電力受給端子群１５７に接続された電池から電力が供給される。なお、各部品の負極は、共通のグランド層に接地されており、第２受給負極端子１５７ｃも当該グランド層に接地されている。
特許文献１には、携帯電話装置のプリント基板におけるパワーアンプの配置に関する発明が開示されている。

特開２００１−１２７８５７号公報

上述の配置が一般的な携帯電話機における部品配置となるが、この場合、以下のような問題がある。
まず、第２電力受給端子群１５７から、信号の送信時にパワーアンプ１５１に対して大電流が流れることになる。このとき、グランド層のわずかな抵抗値（一般に共通インピーダンスという）により、グランド層の電位が変動するという事態が発生しうる。すると、グランド層の電位の変動の影響を受けやすい周波数シンセサイザ１５４や送受信回路１５２が正常に動作しなくなるという問題が発生する。

また、単純に第２電力受給端子群１５７からパワーアンプ１５１に向けて大電流が流れるだけで、その経路上の部品に対して、発熱や周波数変動などの影響を与えるという問題もある。
上述の共通インピーダンスの変動は、図５（ｂ）に示すように配線することで、パワーアンプ１５１までの経路上で周波数シンセサイザ１５４を接続することを原因として発生するので、第２電力受給端子群１５７をパワーアンプ１５１に近接する位置に配するようなレイアウト、例えば、図６に示すようなレイアウトが考えられる。しかしながら、このような配置にすると、高熱を発する部品が基板１５０の一点に集中することになる。これは、送受信回路１５２と、パワーアンプ１５１と、充電回路１５５は高熱を発する部品であり、信号の送信時に充電を行っていると基板１５０の一部分が発熱することになる。

そこで、電池から部品への電力の供給を適切に行うことが可能な電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、部品が配された基板と、前記部品に電力を供給する電池とを備える電子機器であって、前記電池は、少なくとも、それぞれ１対の正負端子を含む第１給電部及び第２給電部とを備え、前記部品は、少なくとも、第１の部品及び第２の部品とを含み、前記第１給電部から前記第１の部品に電力が供給され、前記第２給電部から前記第２の部品に電力が供給されることを特徴としている。

また、前記第１の部品に近接する位置に配され当該第１の部品と接続される第１給電路配線と、前記第２の部品に近接する位置に配されると共に前記第１の部品から離間した位置に配され前記第２の部品と接続される第２給電路配線とを備え、前記第１給電路配線には前記第１給電部が電気的に接続され、前記第２給電路配線には前記第２給電部が電気的に接続されることとしてもよい。

また、前記第１の部品及び前記第２部品の少なくとも一方は、発熱する部品であることとしてもよい。
また、前記第１の部品はパワーアンプであることとしてもよい。
また、前記第２の部品は充電回路であることとしてもよい。
また、前記基板上において、前記第１の部品と前記第２の部品との間には、周波数シンセサイザが配されていることとしてもよい。

また、前記電池は、二次電池であることとしてもよい。

上述のような構成によって、電池から部品への電力の供給を適切に行うことが可能な電子機器を提供することができる。

携帯電話機１００の外観図である。（ａ）は、図１に示した携帯電話機１００の外観の裏側を示す概観図である。（ｂ）は、携帯電話機１００の電池部分の展開図である。電池１１０の透過斜視図である。（ａ）は、本発明に係る基板１５０における各部品のレイアウトを示す図である。（ｂ）は、本発明に係る基板１５０及び電池の側面図である。（ａ）は、従来の基板１５０における各部品のレイアウトを示す図である。（ｂ）は、従来の基板１５０及び電池の側面図である。基板１５０におけるレイアウト例を示す図である。

以下、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話機について図面を用いて説明する。
＜実施の形態＞
＜構成＞
図１は、携帯電話機１００の外観図であり、図２（ａ）は、図１に示す状態の裏面を示す概観図である。

図２（ａ）に示すように携帯電話機１００は、下部筐体に電池カバー１３０を備えている。図２（ｂ）は、電池カバー１３０を取り外した展開図を示している。
図２（ｂ）に示すように電池１１０は着脱可能になっており、電池カバー１３０をはずすことで取り外し可能となる。
携帯電話機１００は、電池１１０を設置するための収容部（図２（ｂ）の凹み部分）がある。収容部１２０は、第１端子群１２１に該当する第１正極端子１２１ａと、第１負極端子１２１ｃとを備え、更に、第２端子群１２２に該当する第２正極端子１２２ａと、第２負極端子１２２ｃと、情報受信端子１２２ｂとを備える。当該収容部１２０に電池１１０を設置すると、収容部１２０の各端子が電池１１０の各端子が接触し、電池１１０から携帯電話機１００に電力が供給されたり、逆に携帯電話機１００内部の充電回路から電力を供給されて電池１１０の充電が実行される。

電池１１０は、図３に示すようにその内部に発電要素である電池セル１４０を含み、その樹脂製の電池ケース１４１表面に、５つの端子を露出させている。当該５つの端子は、第１電力供給端子群１１１である第１供給正極端子１１１ａと、第１供給負極端子１１１ｃと、第２電力供給端子群１１２である第２供給正極端子１１２ａと、情報送信端子１１２ｂと、第２供給負極端子１１２ｃとからなる。なお、情報送信端子１１２ｂは、携帯電話機１００のＣＰＵに電池１１０の型番等の電池情報を伝達するための端子であり、電池ケース１４１内の電池情報を保持しているメモリ１６０に接続されている。当該情報が携帯電話機１００のＣＰＵ１５６（図４参照）に伝達されることにより、携帯電話機１００のＣＰＵ１５６は、正規の電池が使用されているかなどの判断を行うことができる。

電池セル１４０は、配線１３０ａを介して、第１正極端子１１１ａと第２正極端子１１２ａとに接続されている。また、電池セル１４０は、配線１３０ｃを介して、第１負極端子１１１ｃと第２正極端子１１２ｃとに接続されている。電池１１０内の配線１３０ａ、１３０ｃ、第１供給正極端子１１１ａ、第１供給負極端子１１１ｃを介して、パワーアンプ１５１（図４参照）に電流が流れる構成になっており、電池１１０の電池ケース１４１や、携帯電話機１００の筐体が基板１５０と配線１３０ａ、１３０ｃとの間に介在することになるので、基板１５０上に配される部品に対する高周波信号の回り込みや共通インピーダンス等の影響を、基板１５０でパワーアンプ１５１に対しての電力を供給するための配線を配する場合よりも、抑制できる。

一方、携帯電話機１００の筐体内に設けられる基板１５０においては、図４（ａ）に示すように、各部品が配置される。図４（ａ）に示すように、基板１５０上には、パワーアンプ１５１と、送受信回路１５２と、第１電力受給端子群１５３と、周波数シンセサイザ１５４と、充電回路１５５と、ＣＰＵ１５６と、第２電力受給端子群１５７とが配される。

本実施の形態においては、図５（ａ）に示す従来例とは異なり、基板１５０は、電池１１０から電力を受給するための２つの受給端子、第１電力受給端子群１５３と第２電力受給端子群１５７とを備える。第１電力受給端子群１５３は、第１受給正極端子１５３ａと、第１受給負極端子１５３ｃとを含み、第２電力受給端子群１５７は、第２受給正極端子１５７ａと、情報端子１５７ｂと、第２受給負極端子１５７ｃとを含む。

図４（ａ）には示していないが、第１電力受給端子群１５３は、直接パワーアンプ１５１に接続して電力を供給するように配線しており、その他の送受信回路１５２、周波数シンセサイザ１５４、ＣＰＵ１５６には、第２電力受給端子群１５７から電力が供給されるように配線されている。なお、情報端子１５７ｂは、ＣＰＵ１５６のみに接続されている。

なお、充電回路１５５は、第２電力受給端子群１５７の近傍に配され、携帯電話機１００の外部の商用電源などに接続されて電力を供給され、第２電力受給端子群１５７を介して、電池１１０に電力を充電する。充電回路１５５を、第２電力受給端子群１５７の近傍に配することで、充電回路１５５−第２電力受給端子群１５７間の配線の短縮を図るとともに、電池電圧の管理や計測を容易にしている。

このように基板１５０上に各部品を配し、配線を施すことで、パワーアンプ１５１に大電流を流すことで発生しうる共通インピーダンスを抵抗値として発生するグランド電位の変動による他部品への影響を抑制し、また、パワーアンプ１５１や充電回路１５５のような発熱部品が基板１５０上の一箇所に集中することも回避できる。
上述のような構成によって、従来から備えられていたパワーアンプから遠い位置に配された電力の供給を受けるための端子の他に、パワーアンプに近接する位置に電力の供給を受けるための新たな端子を設け、電池においても、電力を供給するための新たな端子を設けることで、基板上の電力受給端子からパワーアンプまでの経路を短縮し、その経路上の部品を少なくすることができるとともに、パワーアンプとその他の部品でグランドを共有しない構成にすることができるので共通インピーダンスの変動も発生しなくなる。
＜補足＞
上記実施の形態において、本発明の実施の手法について説明してきたが、本発明の実施形態がこれに限られないことは勿論である。以下、上記実施形態以外に本発明として含まれる各種の変形例について説明する。
（１）上記実施の形態においては、電池ケース１４１の下面に第１電力供給端子群１１１を露出させ、側面に第２電力供給端子群１１２を露出させる構成をとった。しかしながら、電池ケース１４１は、第１電力供給端子群１１１と第２供給端子１１２との２組の供給端子が露出されていればよく、その露出させる箇所は、下面と側面の組である必要はなく、例えば、電池ケース１４１の上面、即ち第２電力供給端子群１１２が設けられている面に対向する面に第１電力供給端子群１１１を設けることとしてもよいし、第１電力供給端子群１１１が設けられている面と同一の面に第２電力供給端子群１１２を設けることとしてもよい。但し、第１電力供給端子群１１１は、パワーアンプ１５１になるべく近い位置に配するのが望ましく、第２電力供給端子群１１２は、パワーアンプ１５１から遠く充電回路１５５に近い位置に配するのが望ましい。
（２）上記実施の形態においては、本発明に係る電子機器として携帯電話機を例に説明したが、本発明に係る電子機器は、パワーアンプ等の部品に電流が流れ、グランド電位の変動により動作上不都合が発生し得る電子機器であればよく、例えば、メールの送受信機能を備えるＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などであってもよい。

その他にも本発明に係る電子機器は、ヘッドフォンやスピーカを駆動するオーディアオパワーアンプを搭載する音楽再生機器などであってもよい。また、地デジチューナやＦＭチューナなどに搭載されている周波数シンセサイザに対する影響も、本発明に示すような電池と配線構成を備えることで抑制することができるので、本発明の電子機器として、地デジチューナやＦＭチューナに適用することができる。
（３）上記実施の形態においては、電池１１０は、携帯電話機１００から着脱可能であるとして記載したが、電池１１０は、電子機器から着脱不可能な埋め込み型の電池であってもよく、この場合上記実施の形態において示したような電池カバー１３０は必要なくなる。
（４）上記実施の形態においては、基板１５０上ではパワーアンプ１５１と充電回路１５５との間には周波数シンセサイザ１５４を配する構成とした。しかし、本発明はこのような配置に限定されるものではなく、パワーアンプと充電回路１５５との間に、周波数シンセサイザ１５４に代えて、又は、周波数シンセサイザ１５４と共に、送受信回路１５２を配してもよい。

本発明に係る電子機器は、携帯電話機として活用することができる。

１００携帯電話機
１１０電池
１１１第１電力供給端子群（第１給電部）
１１１ａ第１供給正極端子
１１１ｃ第１供給負極端子
１１２第２電力供給端子群（第２給電部）
１１２ａ第２供給正極端子
１１２ｂ情報送信端子
１１２ｃ第２供給負極端子
１２０収容部
１２１第１端子群
１２１ａ第１正極端子
１２１ｃ第１負極端子
１２２第２端子群
１２２ａ第２正極端子
１２２ｂ情報受信端子
１２２ｃ第２負極端子
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ配線
１４０電池セル
１４１電池ケース
１５０基板
１５１パワーアンプ（第１の部品）
１５２送受信回路
１５３第１電力受給端子群（第１給電路配線）
１５３ａ第１受給正極端子（第１給電路配線）
１５３ｃ第１受給負極端子（第１給電路配線）
１５４周波数シンセサイザ（第２の部品）
１５５充電回路（第２の部品）
１５６ＣＰＵ
１５７第２電力受給端子群（第２給電路配線）
１５７ａ第２受給正極端子（第２給電路配線）
１５７ｂ情報端子
１５７ｃ第２受給負極端子（第２給電路配線）
１６０メモリ

Claims

部品が配された基板と、前記部品に電力を供給する電池とを備える電子機器であって、
前記電池は、少なくとも、それぞれ１対の正負端子を含む第１給電部及び第２給電部とを備え、
前記部品は、少なくとも、第１の部品及び第２の部品とを含み、
前記第１給電部から前記第１の部品に電力が供給され、
前記第２給電部から前記第２の部品に電力が供給され、
前記第１給電部と前記第２給電部には、同じ電圧値の電圧が出力される
ことを特徴とする電子機器。
前記電子機器は、
前記第１の部品に近接する位置に配され当該第１の部品と接続される第１給電路配線と、
前記第２の部品に近接する位置に配されると共に前記第１の部品から離間した位置に配され前記第２の部品と接続される第２給電路配線とを備え、
前記第１給電路配線には前記第１給電部が電気的に接続され、
前記第２給電路配線には前記第２給電部が電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記第１の部品及び前記第２部品の少なくとも一方は、発熱する部品である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
前記第１の部品はパワーアンプである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器。
前記第２の部品は充電回路である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
前記基板上において、前記第１の部品と前記第２の部品との間には、周波数シンセサイザが配されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
前記電池は、二次電池である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子機器。
前記電池は、１つの電池セルを含み、
前記１つの電池セルは、前記第１給電部及び前記第２給電部に前記同じ電圧値の電圧を出力する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子機器。
第１の部品及び第２の部品とが配された基板を備える電子機器に装着される電池であって、
それぞれ１対の正負端子を含む第１給電部及び第２給電部とを備え、
前記第１給電部から前記第１の部品に電力が供給され、
前記第２給電部から前記第２の部品に電力が供給され、
前記第１給電部と前記第２給電部には、同じ電圧値の電圧が出力される
ことを特徴とする電池。