JP5401810B2

JP5401810B2 - 電子機器及び電池パック

Info

Publication number: JP5401810B2
Application number: JP2008068668A
Authority: JP
Inventors: 則一横沼
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2028-03-18
Also published as: JP2009224236A

Description

本発明は、電池パックから電力の供給を受ける電子機器及び電池に対する非接触充電が可能な電池パックに関するものである。

リチウム電池は小型で大容量の電力を蓄えることができ、小型の電子機器に多く使用されている。リチウム電池は取り扱いが難しく、特に充電時に変形や性能劣化を起こしやすい。発熱、破裂などの事故を起こした例もある。性能劣化無く使用するには最適な方怯で充電する必要があるが、最適な条件は電池メーカによって異なり、場合によっては電池個別に異なる場合もある。電池の充電は、電池メーカが指定した個別の充電方法により最適に行うことができるが、その場合電池メーカの製造した充電器において個別に充電方法を設定する必要があり現実的ではない。一般には電池メーカが製造したものとは別の充電器で充電をしていることから、電池に対して最適な充電を行うことができず、電池が変形する等の事故が発生しやすくなっている。一方、充電機構の全てを電池と同一パック内に内臓する方法として特許文献１記載の方法がある。

この従来技術では、電池パック内に受電コイルを収納して電池パック単独で受電装置を構成し、電池パック単独、あるいは電子機器に装着した状態で送電装置との間で電磁エネルギーを交換することにより非接触充電を行う構成となっている。これであれば充電器を電池個別に持っているので、最適な充電が可能となる。
特開平８−１８６３６号公報

しかしながら上述の充電装置においては、電池パック毎に受電コイルを備える必要があることから電池パックのコストが上昇することになり、特に交換用に予備の電池パックを所有する場合にはコスト負担が大きくなる。また、電子機器の小型化により電池パックの更なる小型化が望まれているが電池パックの小型化の妨げとなる。

さらに、電子機器の電池ボックスとして、放熱や機械強度アップを目的として、鉄などの金属を使用する例が多数有る。昨今の電子機器は高級感が求められる。これに対応するため、機器の外観にアルミやステンレスといった金属部材が使用されている。このように、電池パック周辺は金属で覆われるため、外部との磁気的な結合が困難となり、非接触充電を行うことができない。従って、非接触充電を行うためには、電池パック周辺を金属で覆わないように構造を変更しなければならず、設計が困難で機器の小型化にとって最適な位置にて電池パックを配置できなくなり、電池機器の小型化を妨げるといった問題がある。

本発明の目的は、装填される電池パックに内蔵されている充電式電池に対して、大型化することなく最適な非接触充電を行うことができる電子機器、内蔵されている充電式電池に対して最適な非接触充電を行うことができると共に小型化及び低コスト化を図ることができる電池パックを提供することである。

本発明の電子機器は、充電式電池及び該充電式電池と電気的に接続し該充電式電池への充電動作を制御する充電制御部を内蔵する電池パックを筐体内に装填可能であり、該筐体内に装填された該電池パックの該充電式電池から電力の供給を受ける電子機器であって、前記筐体内に前記電池パックを装填している状態において、前記充電制御部を介して前記充電式電池に対する非接触充電を行う受電部材と、前記筐体内に前記電池パックを装填している状態において、前記受電部材を前記充電制御部を介して前記充電式電池に電気的に接続する接点部材と、前記筐体内に装填された前記電池パックから、電池パック側電源接点を介して電力供給を受けるための電源接点とを備え、前記接点部材は、前記電池パックが前記筐体内に装填されると略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続し、前記電源接点が前記電池パック側電源接点に接続されるのと略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続することを特徴とする。

また、本発明の電池パックは、電子機器の筐体内に装填可能な電池パックであって、前記筐体内に装填されている状態において、前記電子機器内に設けられている受電部材を介して非接触充電可能な充電式電池と、前記充電式電池への充電動作を制御する充電制御部と、前記筐体内に装填されている状態において、前記充電式電池を前記充電制御部を介して、前記受電部材に電気的に接続する電池パック側接点と、前記筐体内に装填されている状態において、前記電子機器側電源接点を介して、該電子機器に対して電力供給を行う電池パック側電源接点とを備え、前記電池パック側接点は、前記電池パックが前記筐体内に装填されると略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続し、前記電池パック側電源接点が前記電子機器側電源接点に接続されるのと略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続することを特徴とする。

本発明の電子機器によれば、装填される電池パックに内蔵されている充電式電池に対して、機器を大型化することなく最適な非接触充電を行うことができる。

また、本発明の電池パックによれば、電池パックに内蔵されている充電式電池に対して最適な非接触充電を行うことができると共に、受電部材を電子機器側に持たせるようにして電池パックからは除外する構成にしたので、電池パックの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、充電を制御する充電コントローラ部を電池個別に設けることができ、個々の電池に最適な充電条件で充電が可能となり、事故発生の危険を排除可能であり、かつ小型化の妨げになることもなく電池の充電が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るカメラについて説明する。図１は、実施の形態に係るカメラの背面を示す斜視図である。カメラ２は、アルミニウム板金等の金属からなる前面カバー４及び背面カバー６を備えており、前面カバー４及び背面カバー６に挟まれた上面部８、側面部１０及び底面部１２（図２参照）は、非金属材料である樹脂等により形成されている。なお、前面カバー４及び背面カバー６には、樹脂製の部材に金属メッキを施したものを用いてもよい。ここでカメラ２の上面部８には電源スイッチ１４、シャッタボタン１６等が設けられており、背面カバー６にはＬＣＤ表示部１８、操作部２０等が設けられている。

図２はカメラ２の底面図である。カメラ２の底面部１２には、電池蓋２２が設けられており、電池蓋２２を開いた状態でカメラ２の筐体内部に形成された電池ボックス２４（図４参照）に電池パック２６（図６参照）を装填する。ここで図３にカメラ２の内部に形成された電池ボックス２４の位置を示す。なお、カメラ２の底面部１２には、三脚にカメラ２を取り付けるための三脚穴２８が形成されており、三脚穴２８の周囲の底面部１２の外観部材内には後述の受電コイル３０が配置されている。

図４はカメラ２の内部に形成された電池ボックス２４の斜視図、図５は電池ボックス２４の平面図である。電池ボックス２４は、強度及び放熱効果を向上させるため金属材料により形成され、前面カバー４の内壁面に固定されている。電池ボックス２４は、内部に電池パック２６を収容するための収容部２４ａを有している。ここで電池ボックス２４の収容部２４ａには、カメラ２の底面部１２の電池蓋２２を開けて電池パック２６が装填される。

図５に示すように、電池ボックス２４に装填された電池パック２６の先端部に対向する位置には、電池パック２６からカメラ２に対して電力の供給を受けるためのカメラ側＋端子４６ａ、カメラ側Ｔ端子４６ｂ、カメラ側−端子２６ｃが設けられている端子（接点）基板４６が配置されている。また、この基板４６は、受電コイル３０に電気的に接続されている２つのカメラ側コイル端子４６ｄ，４６ｅが設けられている。

図６は電池パック２６の外観を示す斜視図である。電池パック２６は直方体形状を有し、電池パック２６をカメラ２に装填する際に挿入端となる一つの面に、＋端子２６ａ、Ｔ端子（電池の温度を検出するための端子）２６ｂ、−端子２６ｃ、２つのコイル端子２６ｄ，２６ｅが設けられている。電池パック２６内には、図７に示すように、充電式の電池であるリチウム電池４０、リチウム電池４０に対して充電を行う際の安全回路として機能する電池コントローラ４２、リチウム電池４０に対して充電を行う充電コントローラ４４が内蔵されている。充電コントローラ４４は、当該電池パック２６に内蔵されているリチウム電池４０に対して最適な充電を行うための充電制御を行う。電池コントローラ４２には、＋端子２６ａ、Ｔ端子２６ｂ、−端子２６ｃがそれぞれ接続されている。また、充電コントローラ４４には、２つのコイル端子２６ｄ，２６ｅがそれぞれ接続されている。

ここで電池パック２６を電池ボックス２４に装填した場合には、その装填と略同時に電池パック２６の＋端子２６ａ、Ｔ端子２６ｂ、−端子２６ｃがカメラ側＋端子４６ａ、カメラ側Ｔ端子４６ｂ、カメラ側−端子２６ｃとそれぞれ接続される。また、これと略同時に電池パック２６の２つのコイル端子２６ｄ，２６ｅが、２つのカメラ側コイル端子４６ｄ，４６ｅとそれぞれ接続される。これにより受電コイル３０と充電コントローラ４４とが接続される。なお、電池パック２６の充電コントローラ４４及びカメラ２に設けられている受電コイル３０がリチウム電池４０に対して非接触充電を行うための受電部を構成する。

電池パック２６に内蔵されたリチウム電池４０に対して非接触充電を行う場合には、カメラ２内部の電池ボックス２４に電池パック２６を装填した状態で、受電コイル３０が配置されているカメラ２の底面部１２に送電部を構成する充電装置５２の送電コイル５０を接触させ、受電コイル３０と送電コイル５０との間で、電磁エネルギーを交換することにより非接触充電を行う。

図８は、カメラ２内部の電池ボックス２４に装填されている電池パック２６のリチウム電池４０に対して非接触充電を行う状態を示す図である。充電装置５２の上面には、突起部５２ａが形成されており、突起部５２ａの周囲に送電コイル５０が内蔵されている。図９に示すように、充電装置５２の突起部５２ａは、カメラ２の底面部１２に設けられている三脚穴２８に挿入されて、受電コイル３０に対する位置決めが行われる。これにより受電コイル３０と送電コイル５０とが対向配置され、リチウム電池４０に対する非接触充電が行われる。

本実施の形態によれば、非接触充電用の受電コイル以外の充電制御部である充電コントローラを電池パックに持たせたので、電池パックに内蔵されている充電式電池に対して最適な充電方法で充電を行うことができる。また、非接触充電用の受電コイルをカメラに持たせたので、最適な位置に受電コイルを設置でき、効率の良い電力転送が可能となる。更に、カメラの形状に合わせて自由なサイズの受電コイルを設置でき、受電コイルの面積が不足することを防止することができる。また、金属を使用している部分を避けてコイルを設置できるので機器の小型化を阻害することがない。更に、カメラ側に受電コイルを備えるため、電池パックには受電コイルが不要となり、電池パックのコストアップを抑えることができ、交換用電池を必要とする場合などコスト的に有利である。更に電池パックの小型化を図ることができる。

また、電池パックの電源端子とコイル端子を同一面に配置しているので、電池をカメラに装填することで電源接続と同時にコイル接続が行われ、装填時の煩わしい操作が不要になる。

また、カメラの三脚穴の周辺に受電コイルを配置したので、カメラの三脚穴を非接触充電時の充電装置の位置決めに用いることができる。また円形に形成された受電コイルが三脚穴周辺に設置されているので、充電時のカメラの設置角度に自由度が大きい。従って、充電装置の位置決めを容易に行うことができる。

また、近年の電子機器には高級感が求められており、機器の外観部材にアルミニウムやステンレスといった金属部材を使用したり、外観部材にプラスチックを使用しても、高級感を出すために表面に金属メッキが施されているが、上述の実施形態にかかるカメラにおいては金属部分を避けて受電コイルを配置でき容易に非接触充電を行うことができる。

なお、上述の実施の形態においては、三脚穴２８の周囲に円形に形成されて受電コイルを配置しているが、図１０に示すように、三脚穴２８の周囲に楕円形状に形成されたコイル６０を配置するようにしてもよい。この場合にはより大きな受電コイルの面積を確保することができる。

また、本実施の形態においては外観に金属部品または金属メッキを使用した例を挙げたが、外観に金属を使用しない機器においても受電コイルの設置位置の自由度が高いため、電池が自由に配置でき、更に非接触充電を行う充電器との結合方法の自由度もアップするため、機器の小型化が可能となる。

また、上述の実施の形態においては、電子機器としてカメラを例として説明しているが、カメラに限定されず携帯電話、ＰＤＡ(personal digital assistants)、携帯オーディオプレーヤなどの電子機器に本発明を適用することができる。

また、上述の実施の形態においては、カメラに電池パックを装填した状態で、非接触充電を行っているが、受電コイル及びコイル端子を備える受電ユニットを用い、電池パックのコイル端子と受電ユニットのコイル端子を接続した状態で、上述の実施の形態の充電装置を用いて非接触充電を行うようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係るカメラの背面を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係るカメラの底面図である。本発明の実施の形態に係るカメラ内部の電池ボックスの位置を示す図である。本発明の実施の形態に係る電池ボックスの斜視図である。本発明の実施の形態に係る電池ボックスに電池パックを装填した状態を示す図である。本発明の実施の形態に係る電池パックの外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る電池パック、受電コイル及び送電コイル等を示す図である。本発明の実施の形態に係るカメラ及び充電装置を示す図である。本発明の実施の形態に係るカメラに対する充電装置の位置決め方法を示す図である。本発明の実施の形態に係る受電コイルの変形例を示す図である。

符号の説明

２…カメラ、４…前面カバー、６…背面カバー、８…上面部、１０…側面部、１２…底面部、１４…電源スイッチ、１６…シャッタボタン、１８…ＬＣＤ表示部、２０…操作部、２２…電池蓋、２４…電池ボックス、２６…電池パック、２６ｄ，２６ｅ…コイル端子、２８…三脚穴、３０…受電コイル、４０…リチウム、４２…電池コントローラ、４４…充電コントローラ、５０…送電コイル、５２…充電装置

Claims

充電式電池及び該充電式電池と電気的に接続し該充電式電池への充電動作を制御する充電制御部を内蔵する電池パックを筐体内に装填可能であり、該筐体内に装填された該電池パックの該充電式電池から電力の供給を受ける電子機器であって、
前記筐体内に前記電池パックを装填している状態において、前記充電制御部を介して前記充電式電池に対する非接触充電を行う受電部材と、
前記筐体内に前記電池パックを装填している状態において、前記受電部材を前記充電制御部を介して前記充電式電池に電気的に接続する接点部材と、
前記筐体内に装填された前記電池パックから、電池パック側電源接点を介して電力供給を受けるための電源接点と、
を備え、
前記接点部材は、前記電池パックが前記筐体内に装填されると略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続し、前記電源接点が前記電池パック側電源接点に接続されるのと略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続することを特徴とする電子機器。
前記電源接点と前記接点部材は、同一の接点基板上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記受電部材の近傍には、前記充電式電池に対して非接触充電を行う送電部を構成する送電部材に対する位置決めを行う位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器。
三脚を取り付けるための三脚穴を備え、
前記受電部材は、前記三脚穴の周辺部に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電子機器。
前記受電部材は、前記筐体内において、前記筐体の非金属部材により形成されている部分に対向配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電子機器。
電子機器の筐体内に装填可能な電池パックであって、
前記筐体内に装填されている状態において、前記電子機器内に設けられている受電部材を介して非接触充電可能な充電式電池と、
前記充電式電池への充電動作を制御する充電制御部と、
前記筐体内に装填されている状態において、前記充電式電池を前記充電制御部を介して、前記受電部材に電気的に接続する電池パック側接点と、
前記筐体内に装填されている状態において、前記電子機器側電源接点を介して、該電子機器に対して電力供給を行う電池パック側電源接点と、
を備え、
前記電池パック側接点は、前記電池パックが前記筐体内に装填されると略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続し、前記電池パック側電源接点が前記電子機器側電源接点に接続されるのと略同時に、前記受電部材と前記充電式電池とを電気的に接続することを特徴とする電池パック。
前記電池パック側電源接点と前記電池パック側接点部材は、前記電池パックの同一面に配置されていることを特徴とする請求項６記載の電池パック。