JP5943451B1 - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充電対象物に傷を付けることなく、案定した導通状態で充電を行うことができる充電装置を提供する。【解決手段】充電装置１は、充電対象物７が配置される配置部８の一部である本体側配置部９を有する装置本体２と、一端側の端部が装置本体２により回転自在に支持されるリンク部材４と、一端側の端部がリンク部材４により回転自在に支持され、他端側の端部に給電端子１０を有するレバー部材６とを備える。リンク部材４は、配置部８の他の部分を構成し、充電対象物７の重量を支持するリンク部材側配置部１１を有する。配置部８に充電対象物７が配置されると、リンク部材４及びレバー部材６が第１位置から第２位置に移動し、給電端子１０が充電対象物７の充電端子１６に接触する。【選択図】図２

Description

本発明は、装置上に配置される充電対象物の充電端子に給電端子を接触させて充電を行う充電装置に関する。

このような充電装置として、従来、携帯電話などの充電対象物を充電装置上に配置するときに、充電対象物で充電装置の突出部等を押し込むことに連動させて充電装置の給電端子を移動させ、充電対象物の充電端子に接触させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の充電器では、電気機器の装着部に突出する突出部が押し込まれると、これに連動してスライド部がスライドし、これに応じて充電器の給電端子が傾動して電気機器の充電用端子に接触するようにしている。

また、充電対象物を充電装置上に配置するときに、充電対象物で充電装置の突出部等を押し込むことに連動させて充電装置の給電端子の開閉シャッタを開放させ、給電端子を充電対象物の充電端子に接触させるようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２の充電置き台は、開口から突出自在に付勢されたノブを備え、このノブが開口から突出しているときは開閉シャッタが閉じ、ノブが充電対象物である携帯電子機器により押されて開口内へ入り込んだときに開閉シャッタが開くように構成される。

特開２０１２−５５１２２号公報 特開２００６−２１１８４４号公報

しかしながら、上記従来の充電器や充電置き台によれば、充電対象物が充電装置の突出部を押し込むことにより、充電装置の給電端子を充電対象物の充電端子に接触させるようにしているので、充電対象物に傷がつき易い。また、上記従来の充電器や充電置き台によれば、突出部を押し込む量に応じた力で給電端子が充電端子に接触するので、給電端子と充電端子との導通状態が不安定になり、安定した充電が困難になるおそれがある。

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、充電対象物に傷を付けることなく、安定した導通状態で充電を行うことができる充電装置を提供することにある。

第１発明に係る充電装置は、
充電対象物が配置される配置部の一部である本体側配置部を有する装置本体と、
一端側の端部が前記装置本体により第１回転軸を介して回転自在に支持されるリンク部材と、
一端側の端部が前記リンク部材の他端側の端部により前記第１回転軸に平行な第２回転軸を介して回転自在に支持され、他端側の端部に充電電力を供給するための給電端子を有するレバー部材とを備え、
前記リンク部材は、前記配置部の他の部分を構成し、該配置部に配置される充電対象物の重量を支持するリンク部材側配置部を有し、
前記装置本体及び前記レバー部材は、そのうちの一方に設けられた被案内部材と、他方に設けられて該被案内部材に接する案内面とで前記リンク部材及び該レバー部材を第１位置と第２位置との間で移動し得るように案内する案内部を有し、
前記装置本体と前記リンク部材又は前記レバー部材との間には、前記リンク部材及び前記レバー部材を、これらに働く重力に抗して前記第１位置に向けて付勢する付勢部材が設けられ、
前記付勢部材は、前記リンク部材及び前記レバー部材を、前記配置部に充電対象物が配置されていないときに前記第１位置に位置させ、配置されているときに前記第２位置に位置させる程度の付勢力を有し、
前記案内部は、前記リンク部材及び前記レバー部材が前記第１位置から前記第２位置に移動するとき、前記給電端子が充電対象物の充電端子の方に移動して該充電端子に接触するように形成されることを特徴とする。

第１発明によれば、充電対象物を充電装置の配置部に置くだけで、充電装置の給電端子を充電対象物の充電端子に接触させ、充電対象物の充電を行うことができる。このため、従来のように充電装置の突出部を充電対象物で押し込むことによって充電対象物に生じ得る傷の発生を回避することができる。

また、充電装置の給電端子が充電対象物の充電端子に接触する際のリンク部材及びレバー部材の位置である第２位置を適切に設定することにより、常に給電端子と充電端子とが一定の圧力で接触するので、給電端子と充電端子との安定した導通を確保し、安定した充電を行うことができる。

第２発明に係る充電装置は、第１発明において、前記被案内部材は、カムロッドで構成され、前記案内面は、該カムロッドと協働するカム溝で構成されることを特徴とする。

第２発明によれば、被案内部材及び案内面を、カムロッドとカム溝で簡便に構成することができる。その際に、カム溝の形状を容易に形成できるので、充電装置の給電端子が充電対象物の充電端子に近付いて接触する際の給電端子の軌道を適切に設定することができる。

第３発明に係る充電装置は、第１又は第２発明において、前記給電端子と充電端子とを接触させる力の大きさが、前記リンク部材側配置部に付与される充電対象物の重量で決まるように構成されることを特徴とする。

第３発明によれば、給電端子と充電端子とを接触させる力が、充電対象物の重量で決まるので、給電端子と充電端子との接触が常に一定の押圧力で行われる。したがって、給電端子と充電端子との間の常に安定した導通を確保し、安定した充電を行うことができる。

第４発明に係る充電装置は、第１又は第２発明において、前記配置部は、そこに配置される充電対象物の姿勢が前記給電端子側に傾いた姿勢となるように構成され、
前記第２位置は、該第２位置に前記レバー部材が位置するときに前記給電端子が充電対象物を傾き方向に支持するように設定されることを特徴とする。

第４発明によれば、第２位置において前記給電端子が充電対象物を傾き方向に支持するので、それによって給電端子が充電対象物から受ける一定の力に基づいて給電端子と充電端子との接触が行われる。したがって、給電端子と充電端子との間の常に安定した導通を確保し、安定した充電を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る充電装置の断面図である。 図１の充電装置の充電対象物を配置したときの様子を示す断面図である。 図１の充電装置の構成部品を示す分解斜視図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態に係る充電装置１は、装置本体２と、装置本体２に支持された第１回転軸３と、装置本体２に対して一端側の端部が第１回転軸３を介して回転自在に支持されるリンク部材４と、リンク部材４の他端側の端部において第１回転軸３に平行に設けられる第２回転軸５と、リンク部材４に対して一端側の端部が第２回転軸５を介して回転自在に支持されるレバー部材６とを備える。

装置本体２は、充電対象物７（図２参照）が配置される配置部８の一部である本体側配置部９を構成する。レバー部材６の他端側の端部には、充電を行うための給電端子１０が設けられる。リンク部材４は、配置部８の他の部分を構成するリンク部材側配置部１１を有する。リンク部材側配置部１１は、配置部８に配置される充電対象物７の重量を専ら支持する。充電対象物７としては、例えば、スマートホンや携帯電話、モバイル端末などが該当する。

装置本体２及びレバー部材６は、そのうちの一方に設けられた案内面及び他方に設けられた被案内部材により、リンク部材４及びレバー部材６を第１位置と第２位置との間で移動し得るように案内する案内部１２を有する。被案内部材は、第２回転軸５に平行に延びたカムロッド１３で構成され、案内面は、カムロッド１３と協働するカム溝１４で構成される。

図１では、第１位置に位置するときのリンク部材４及びレバー部材６が示されている。図２では、第２位置に位置するときのリンク部材４及びレバー部材６が示されている。

装置本体２とレバー部材６との間には、リンク部材４及びレバー部材６を第１位置に向けて付勢する付勢部材が設けられる。付勢部材は、装置本体２とリンク部材４との間に設けてもよい。付勢部材としては、スプリングやゴムなどを用いることができるが、ここでは圧縮スプリング１５が用いられる。

配置部８に充電対象物７が配置されていないとき、圧縮スプリング１５は、リンク部材４及びレバー部材６が、第１回転軸３及び第２回転軸５により拘束されながら案内部１２の案内に従って重力により移動しようとする力に抗して、第１位置に位置させる。

また、配置部８に充電対象物７が配置されているとき、圧縮スプリング１５は、充電対象物７に働く重力によりリンク部材４に対して追加的に付与される力に抗しきれずに、リンク部材４及びレバー部材６が第２位置に位置するのを許容する。すなわち、圧縮スプリング１５は、充電対象物７の有無に応じてこのような第１位置及び第２位置間の移動が生じる程度の付勢力又はばね定数を有する。

カム溝１４及びカムロッド１３は、リンク部材４及びレバー部材６が第１位置から第２位置に移動するとき、給電端子１０が充電対象物７の充電端子１６の方に移動して充電端子１６に接触するように形成される。

図３に示すように、装置本体２は、上述の配置部８を充電装置１の前方側（装置前方側）で形成する中核部品１７と、中核部品１７の上側及び周囲を覆う上カバー１８と、中核部品１７の下側を覆う底カバー１９と、上述のカムロッド１３を支持するロッド支持部２０とで構成される。

中核部品１７は、ねじ２１により上カバー１８に取り付けられる。ロッド支持部２０は、ロッド支持部２０上のねじ孔２２及び中核部品１７上のボス２３を介してねじ２４により中核部品１７に固定される。底カバー１９は、ねじ２５により中核部品１７に固定される。

中核部品１７には、配置部８の左右方向中間部に、リンク部材４が挿入される挿入部２６が設けられる。第１回転軸３は、中核部品１７により、挿入部２６の装置前方側において支持される。リンク部材４の一方の側の端部には、断面がＵ字状の溝の形態を有する嵌合軸穴２７が設けられる。リンク部材４は、嵌合軸穴２７を第１回転軸３に嵌合させることにより、第１回転軸３によって回転自在に支持される。

第２回転軸５は、リンク部材４の他方の側の端部において、右方に突出するようにして支持される。レバー部材６は、この第２回転軸５の突出部分が通る軸孔２８を有しており、この軸孔２８及び第２回転軸５を介し、リンク部材４に対して回転自在に連結される。

充電を行うための給電端子１０は、端子基板２９上に設けられる。端子基板２９は、ねじ３０によりレバー部材６に固定される。レバー部材６は、上述のカム溝１４が形成された２枚の側板３１を有する。両側板３１のカム溝１４に対し、ロッド支持部２０のカムロッド１３の両端部が配置される。

ロッド支持部２０には、上方に突出した円筒状の突出部２０ａが設けられる。レバー部材６には、突出部２０ａに対向して下方に突出した突出部６ａが設けられる。圧縮スプリング１５は、突出部２０ａと突出部６ａとの間に設けられ、レバー部材６に対して上方向の力を付与する。

中核部品１７の本体側配置部９における充電対象物７の充電端子１６（図２参照）に対応する部分には、レバー部材６の給電端子１０と充電端子１６との接触を可能にする端子窓３３が設けられる。

カム溝１４のカムプロファイルは、レバー部材６が第１位置に位置するとき、給電端子１０が端子窓３３の内側に退避し、レバー部材６が第２位置に位置するとき、給電端子１０の先端が端子窓３３の外側に移動して充電端子１６と接触するように設計される。

中核部品１７の下面における装置前方側には、給電端子１０に導線を介して接続されたコネクタを保持するコネクタ保持部３４が設けられる。ここでは、コネクタとして、給電端子１０にＵＳＢケーブルで電力を供給するために、ミニ又はマイクロのＵＳＢコネクタのＢ端子３５が用いられる。

コネクタ保持部３４は、Ｂ端子３５が固定されたメイン基板３６と、メイン基板３６が固定されるアーム部３７とを備える。Ｂ端子３５と給電端子１０との接続は、メイン基板３６及び端子基板２９を介して、これらの基板間を接続する図示していない導線を経て行われる。アーム部３７は、中核部品１７の下面の装置前方側に設けられたアーム支持部３８（図１参照）に対し、ねじ３９により取り付けられる。

図１で示されるように、アーム支持部３８は、ねじ３９が螺合するねじ孔を有して下方に延びた円筒状の外形を呈する円筒部４０を有する。アーム部３７は、内部にねじ３９が通る小径部４１を有し、その下方の側にねじ３９の頭が収容される筒状の被支持部４２と、被支持部４２から径方向外方に鋭角を成して延びた２本のアーム４３と、両アーム４３の先端部設けられた基板固定部４４とを備える。

図３のように、基板固定部４４には、Ｂ端子３５の側面を支持する端子支持穴４５が設けられる。メイン基板３６は、Ｂ端子３５を端子支持穴４５で支持させ、メイン基板３６をねじ４８で基板固定部４４にねじ止めすることにより、アーム部３７に固定される。

底カバー１９の装置後方寄りの中央部には、下方に開放した凹状空間を構成する凹状空間部４６が設けられる。凹状空間部４６の側壁のアーム部３７側は、アーム部３７に固定されたメイン基板３６上のＢ端子３５が凹状空間に臨むことができるように、切り欠かれている。凹状空間部４６の装置後方側の側壁には、下方に開いたＵ字状の凹部４７が設けられる。この凹部４７を経てＵＳＢケーブルを凹状空間部４６内に導入し、Ｂ端子３５に接続できるようになっている。

アーム部３７の被支持部４２は、その小径部４１よりも上側の部分がアーム支持部３８の円筒部４０の外径よりもやや大きい内径を有し、かつその内径は、上方に向かって漸次大きくなっている。このため、ねじ３９の螺合量において、完全に締め付ける場合の螺合量に対してある程度の余裕を与えることにより、被支持部４２は、小径部４１の中心点をほぼ中心として、中心軸線に対して傾く方向にある程度回転させることができる。

また、中心軸線の周りの方向に対しては、被支持部４２は、コネクタ保持部３４が他の部分と干渉しない範囲で回転させることができる。したがって、メイン基板３６上のＢ端子３５は、小径部４１の中心点を中心とする球面の一部に沿って、自由に移動させることができる。

この構成において、ＵＳＢケーブルをメイン基板３６のＢ端子３５に接続する際には、凹状空間部４６の凹部４７を経て凹状空間部４６内にＵＳＢケーブルが導入され、ＵＳＢケーブルのＡ端子がメイン基板３６上のＢ端子３５に挿入される。

このとき、Ｂ端子３５は、小径部４１の中心点を中心とする球面の一部に沿って自由に移動させることができるので、Ｂ端子３５に対するＡ端子の差込み角度がある程度傾いていたり、差込み位置がある程度ずれていたりした場合でも、Ａ端子にＢ端子３５を追従させて、支障なくＡ端子をＢ端子３５に挿入し、接続させることができる。

あるいは、Ａ端子とＢ端子３５がずれた状態で無理にＢ端子３５にＡ端子を挿入しようとしても、Ｂ端子３５がＡ端子に押されて容易に退避するので、Ｂ端子３５がメイン基板３６からはがれたり、Ｂ端子３５やＡ端子が破損したりすることが回避される。

この後、充電対象物７に充電を行う際には、図１に示す第１位置に位置するリンク部材４と中核部品１７とで構成される配置部８上に充電対象物７が配置される。これにより、充電対象物７の重力がリンク部材４のリンク部材側配置部１１に付与され、圧縮スプリング１５はこれに抗しきれずに、リンク部材４及びレバー部材６が、図２で示される第２位置に移動するのを許容する。

このとき、装置本体２に固定されたカムロッド１３に対して、レバー部材６のカム溝１４が追従するので、レバー部材６は、やや下方に下がるとともにやや前方に傾く。これにより、レバー部材６に固定された給電端子１０は、カム溝１４のカムプロファイルに応じた軌跡を描きながら移動する。これにより、給電端子１０の先端部は、端子窓３３の外側に移動し、充電対象物７の充電端子１６に接触する。

これにより、給電端子１０が充電端子１６からの力を受けると、圧縮スプリング１５の力（ばね定数）が所定値以下であれば、レバー部材６は停止し、そのときの押圧力で給電端子１０が充電端子１６に接触し続けることになる。この場合、給電端子１０と充電端子１６とを接触させる力の大きさが、リンク部材側配置部１１に付与される充電対象物７の重量で決まる。

あるいは、圧縮スプリング１５の力（ばね定数）が前記所定値を超える場合には、給電端子１０が充電端子１６を押して充電対象物７を傾けさせる。この場合には、充電対象物７に付与される重力の分力が充電端子１６を介して給電端子１０に付与されるので、その分力の押圧力で充電端子１６と給電端子１０とが接触することになる。

充電対象物７が給電端子１０によって傾けられない前者と傾けられる後者の場合とでは、充電時におけるリンク部材４及びレバー部材６の位置である第２位置に若干のずれが生じ、充電端子１６に対する給電端子１０の押圧力が、前者の場合は後者の場合よりも小さい。しかし、いずれの場合も、充電対象物７を配置部８に配置した後は、一定の押圧力で給電端子１０が充電端子１６に接触し続けるので、その後、給電端子１０と充電端子１６との安定した導通が維持され、充電対象物７に対する安定した充電が行われる。

充電が完了すると、充電対象物７が配置部８から取り去られる。これに応じて、圧縮スプリング１５が、リンク部材４及びレバー部材６の重力に抗してこれらを案内部１２の案内に従って移動させ、図１の第１位置に戻す。

以上のように、本実施形態によれば、充電対象物７を充電装置１の配置部８に置くだけで、充電を行うことができるので、従来のように充電装置の突出部を充電対象物で押し込むことによって充電対象物に生じ得る傷の発生を回避することができる。

また、充電に際しては、常に給電端子１０と充電端子１６とが一定の圧力で接触するので、給電端子１０と充電端子１６との安定した導通を確保し、安定した充電を行うことができる。

また、案内部１２の被案内部材と案内面をカムロッド１３とカム溝１４で構成するようにしたので、充電装置１の給電端子１０が充電対象物７の充電端子１６に近付いて接触する際の給電端子１０の軌道を容易に設定することができる。

また、給電端子１０と充電端子１６とが接触するときの押圧力が、配置部８に配置された充電対象物７に働く重力に基づいて決まるので、充電期間中は常に一定の値となる。したがって、給電端子１０と充電端子１６との間の常に安定した導通を確保し、安定した充電を行うことができる。

また、配置部８に対して、充電対象物７が給電端子１０側に傾いた姿勢で配置されるので、給電端子１０と充電端子１６の接触時における給電端子１０の配置部８に対する突出量を多めに設定しておくことにより、給電端子１０により充電対象物７を傾き方向に支持させることができる。この場合、充電対象物７に付与される重力の分力を給電端子１０と充電端子１６の接触に利用することができる。この場合も、給電端子と充電端子との間の常に安定した導通を確保し、安定した充電を行うことができる。

また、レバー部材６が第１位置に位置するとき、給電端子１０が端子窓３３の内側に退避するので、給電端子１０に触れるのを防止し、給電端子１０からの電力による悪影響や、給電端子１０の汚損を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、カムロッド１３をレバー部材６に設け、カム溝１４を装置本体２に設けてもよい。また、圧縮スプリング１５は、リンク部材４と装置本体２との間に設けてもよい。

１…充電装置、２…装置本体、３…第１回転軸、４…リンク部材、５…第２回転軸、６…レバー部材、７…充電対象物、８…配置部、９…本体側配置部、１０…給電端子、１１…リンク部材側配置部、１２…案内部、１３…カムロッド、１４…カム溝、１５…圧縮スプリング（付勢部材）、１６…充電端子。

Claims (4)

1. 充電対象物が配置される配置部の一部である本体側配置部を有する装置本体と、
   一端側の端部が前記装置本体により第１回転軸を介して回転自在に支持されるリンク部材と、
   一端側の端部が前記リンク部材の他端側の端部により前記第１回転軸に平行な第２回転軸を介して回転自在に支持され、他端側の端部に充電電力を供給するための給電端子を有するレバー部材とを備え、
   前記リンク部材は、前記配置部の他の部分を構成し、該配置部に配置される充電対象物の重量を支持するリンク部材側配置部を有し、
   前記装置本体及び前記レバー部材は、そのうちの一方に設けられた被案内部材と、他方に設けられて該被案内部材に接する案内面とで前記リンク部材及び該レバー部材を第１位置と第２位置との間で移動し得るように案内する案内部を有し、
   前記装置本体と前記リンク部材又は前記レバー部材との間には、前記リンク部材及び前記レバー部材を、これらに働く重力に抗して前記第１位置に向けて付勢する付勢部材が設けられ、
   前記付勢部材は、前記リンク部材及び前記レバー部材を、前記配置部に充電対象物が配置されていないときに前記第１位置に位置させ、配置されているときに前記第２位置に位置させる程度の付勢力を有し、
   前記案内部は、前記リンク部材及び前記レバー部材が前記第１位置から前記第２位置に移動するとき、前記給電端子が充電対象物の充電端子の方に移動して該充電端子に接触するように形成されることを特徴とする充電装置。
2. 前記被案内部材は、カムロッドで構成され、前記案内面は、該カムロッドと協働するカム溝で構成されることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記給電端子と充電端子とを接触させる力の大きさが、前記リンク部材側配置部に付与される充電対象物の重量で決まるように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電装置。
4. 前記配置部は、そこに配置される充電対象物の姿勢が前記給電端子側に傾いた姿勢となるように構成され、
   前記第２位置は、該第２位置に前記レバー部材が位置するときに前記給電端子が充電対象物を傾き方向に支持するように設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電装置。