JP6216182B2 - 携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末に関するものである。

従来より、スマートフォンをはじめとした携帯端末において表示サイズの大型化や多機能化が進み、更にＷＥＢ閲覧や幅広いコミュニケーションツールとして使用されることが日常化されている近年では、端末の駆動時間が長くなり、携帯性の観点から必然的に電池パックの持ちが非常に重要な項目となってきている。各製造メーカーは電池容量の拡大や消費電力の削減に重きを置いている。そのような状況の中で現在広く採用されている二次電池のリチウムイオン電池から更に効率のよいリチウムポリマー電池を搭載する動きが進んできている。

なお、例えば特許文献１のような大きなサイズの電池モジュールでは、電池モジュールを覆うホルダを自動車の車体にボルトで固定することが知られている。

特開２０１２−１２３９１７号公報

一方、イオン電池に比べ、リチウムポリマー電池は不安定であり衝撃などで変形し内部ショートを起こし易い。そのような電池パックを搭載する端末では電池パックをユーザーが取り扱う場合、更に危険性が増す観点から電池パックを内蔵にしユーザーでは取り外すことができない構造を取る場合が増えている。ただしユーザーが電池パックを取り扱わない状況であっても筐体内で電池パックを保護する構造が重要であることに変わりはない。

限られたスペースの中で電池パックを保護する構造は容易ではなく、また先に述べたように電池容量拡大のため、従来は電池セルを樹脂や板金で作成したケースで周囲を覆っていたが、電池パック自体のサイズを小さくするためにシートやフィルムよりなる外装材で包んだだけの電池パックを使い、電池パックに対しての保護は筐体側で考慮することが必要とされる。また、電池パックの固定は、先に述べた電池パックを覆うケースの外周を筐体で囲い更にケースに凹凸を設けて筐体に引っ掛ける方式で固定されているのが一般的であったが、シートで包んだだけの電池パックでは引っ掛けなどを設けることができない。合わせてシートで巻いただけの電池パックでは、外形寸法が大きくばらつき、従来のように外周を筐体で囲うだけでは位置の固定は十分ではない。現状これを解決するために電池パック自体を筐体に貼り付けることをしている。ただしこれをしてしまうと、製造過程や端末修理時に電池パックを取り外す際に電池パックにストレスがかかり変形等が発生してしまう。電池メーカーではストレスのかかった電池パックの再利用は保証されておらず、そのまま廃棄されている。

特許文献１のような電池モジュールは、自動車に使用されるものであり、電池モジュールを保護しながら固定する部材をボルト等で締結する十分なスペースがある。しかし、スマートフォンに代表される携帯端末では、電池パックをボルトで固定するスペースはない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、限られたスペース内でも、剛性の低い電池パックを取り外すときに電池パックが損傷しないように固定して再利用可能にすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、電池パックそのものではなく、剛性の低い電池パックを覆う固定用プレートを筐体に固定するようにした。

具体的には、本発明では、筐体の電池収容部に外装材で覆われた電池パックが収容される携帯端末を前提とし、上記携帯端末は、上記電池パックの外装材よりも剛性が高く、該電池パックを覆った状態で、上記筐体又は該筐体に収容された他の部品に係合することで、電池パックと共に固定される固定用プレートを備えている。

上記の構成によると、電池パックを覆うシートやフィルムなどの外装材よりも剛性が高い固定用プレートで電池パックを覆った状態で筐体又は筐体に収容された他の部品に係合させるようにしているので、電池パック自体を両面テープ等で筐体等に接着させる必要がなく、製造時及び修理時に従来の金属製や樹脂製のケースで覆われたものに比べて剛性が低い電池パックを損傷させずに筐体から取り外すことができる。また、係合により固定用プレートを固定することにより、ネジ締結用のスペースを必要とせず、電池パックを大きくしながらも携帯端末の大きさを抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、固定用プレートで電池パックを覆った状態で、筐体又は筐体に収容された他の部品に係合させ、電池パックと共に固定するようにしたことにより、限られたスペース内で剛性の低い電池パックを取り外すときに電池パックが損傷しないようにして再利用可能にすることができる。

本発明の実施形態に係る携帯電話機を示す分解斜視図である。 携帯電話機における、図１のII−II線に対応する断面図である。 電池パック及び固定用プレートを示す分解斜視図である。 電池パック及び固定用プレートを示す一部拡大断面図である。 固定用プレートの係合孔が現れる断面で切断した図２相当図である。 固定用プレートがメイン基板に嵌め込まれる様子を示す斜視図である。 固定用プレートに荷重が加わる様子を示す図２相当図である。 本発明の実施形態の変形例１に係る分解斜視図である。 本発明の実施形態の変形例２に係る図３相当図である。 本発明の実施形態の変形例３に係る固定用プレートを示す斜視図で、（ａ）が４つの側壁を有する変形例で、（ｂ）が３つの側壁を有する変形例で、（ｃ）がプレート本体に開口が設けられた変形例である。 本発明の実施形態の変形例４に係る図１相当図である。 本発明の実施形態の変形例５に係る図１相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明の実施形態の携帯端末としての携帯電話機１（スマートフォン）を示し、この携帯電話機１は、例えば正面側にタッチパネルを有する液晶表示部２が収容された正面側キャビネット３を備えている。正面側キャビネット３には、剛性部材として板金フレーム３ａがインサート成形されている。正面側キャビネット３の背面側は、背面側キャビネット４で覆われ、その背面側がリアカバー５で覆われている。背面側キャビネット４と正面側キャビネット３との間には、メイン基板６が挟み込まれている。背面側キャビネット４の下側に形成した矩形開口状の電池収容部４ａには、矩形板状の電池パック７が収容されている。詳しくは図示しないが、この電池パック７は、厚さを抑えるために二次電池よりなる電池セルをアルミラミネートフィルムなどの薄いシートやフィルムよりなる外装材で包んだだけのものとなっている。電池パック７は、メイン基板６に接続するための接続端子７ａを有する。

そして、図３に示すように、電池パック７は、フィルム状の外装材よりも剛性が高い、例えばステンレス薄板よりなる固定用プレート１０で覆われている。例えば、電池パック７は、両面テープ９で固定用プレート１０の正面側に貼り付けられている。電池パック７は、固定用プレート１０で覆われた状態で固定されている。なお、両面テープ９ではなく接着剤で電池パック７をプレート本体１０ａに接着するようにしてもよい。

固定用プレート１０は、電池パック７の背面を覆う矩形板状のプレート本体１０ａと、その左右両側からそれぞれ延びる側壁１０ｂとを備えている。電池パック７の側面を覆う各側壁１０ｂから例えば一対の係合爪１１がそれぞれ正面側へ伸びている。一方、図１に示すように、この係合爪１１に対応させ、メイン基板６の側面に切欠８が形成されている。図４に示すように、側壁１０ｂは、力の加わらない状態で、左右に広がった形状となっており、電池パック７を貼り付けた状態で、その側面と係合爪１１の先端との間に幅ｗ１の隙間が保たれている。

また、図５にも示すように、側壁１０ｂの係合爪１１の背面側には、背面側キャビネット４の左右側壁内面に設けた突起状の係合部４ｂが係合する例えば矩形状の係合孔１２が形成されている。係合部４ｂは、背面側キャビネット４そのものではなく、この背面側キャビネット４や正面側キャビネット３に収容された他の部品に設けられていてもよい。又は、正面側キャビネット３に設けられていてもよい。

次いで、電池パック７の取付手順について説明する。

まず、図３に示すように、電池パック７の背面側と固定用プレート１０のプレート本体１０ａとを両面テープ９で貼り付ける。

次いで、図１に示すように、正面側キャビネット３の背面側にメイン基板６を固定し、正面側キャビネット３の背面側から背面側キャビネット４を嵌め込む。

次いで、電池収容部４ａに電池パック７ごと固定用プレート１０を嵌め込む。このとき、図４に示したように、電池パック７の側面と係合爪１１の先端との間の幅ｗ１を小さくするように側壁１０ｂを左右内側へ撓ませながら、図６に示すように、係合爪１１の先端をメイン基板６の切欠８に嵌め込む（図６では、電池パック７を省略している）。

そして、撓んでいた側壁１０ｂが元に戻ろうとする力を発揮しながら、図５に示すように係合部４ｂが係合孔１２に嵌まり込む。このように、側壁１０ｂの元の形状に戻ろうとする外方へ向かう力を利用しているので、固定用プレート１０の係合が外れにくい。

最後にリアカバー５で固定用プレート１０の背面側を覆う。

このようにして組み立てられた携帯電話機１では、図７に示すように、使用中にいろいろな方向から荷重が加えられる。例えば、厚さ方向Ａから荷重が加わった場合には、係合爪１１の先端が正面側キャビネット３に当たって荷重を支えるので、それらよりも剛性の弱い電池パック７に荷重が加わるのが防止される。幅方向Ｂから荷重が加わった場合には、図７に二点鎖線で示すように、係合爪１１の先端がメイン基板６の切欠８側面に当たって荷重を支えるので、電池パック７に荷重が加わるのが防止される。

携帯電話機１の修理時などに電池パック７を取り外す必要があるときには、図５に示す係合部４ｂが係合孔１２から外れるように、薄板状のものを背面側から側壁１０ｂと電池収容部４ａとの間に挿入すればよい。このときも、係合爪１１の先端がメイン基板６の切欠８側面に当たって電池パック７を押さえ付けることはないので、電池パック７が損傷しない。このため、修理後に同じ電池パック７を再利用できるので、修理費用が抑えられると共に、資源保護の点でもメリットが大きい。

このように、本実施形態では、電池パック７よりも剛性が高い固定用プレート１０で電池パック７を覆った状態で固定するようにしているので、電池パック７自体を両面テープ９等で筐体等に接着させる必要がなく、製造及び修理時に電池パック７を損傷させずに取り外すことができる。

また、ネジを使わずに係合によって固定用プレート１０を固定することにより、ネジ締結用のスペースを必要とせず、電池パック７を大きくしながらも携帯電話機１の大きさを抑制することができる。

したがって、本実施形態に係る携帯電話機１によると、固定用プレート１０で電池パック７を覆った状態で、背面側キャビネット４に係合させて電池パック７と共に固定するようにしたことにより、限られたスペース内でも、剛性の低い電池パック７を取り外すときに電池パック７が損傷しないように固定して再利用可能にすることができる。

−実施形態の変形例１−
図８は本発明の実施形態の変形例１を示し、係合爪１１の固定構造が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、以下の各変形例では、図１〜図７と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図８では、電池パック７を省略している。

図８に示すように、係合爪１１は、正面側キャビネット３にインサート成形された板金フレーム３ａ’に形成したスリット８’に係合されるようになっている。

本変形例では、電池パック７の固定時に係合爪１１を板金フレーム３ａ’に押し当てながらスリット８’に挿入すればよいので、電池パック７の固定が容易である。

厚さ方向Ａから荷重が加わったときには、係合爪１１のない領域の側壁１０ｂの正面側端面が剛性の高い板金フレーム３ａに当接するので、電池パック７には荷重が加わらない。

幅方向Ｂから荷重が加わった場合でも、係合爪１１がスリット８’の縁部に当接するので、電池パック７には荷重は加わらない。

−実施形態の変形例２−
図９は本発明の実施形態の変形例２を示し、固定用プレート１０’の構造が異なる点で上記実施形態と異なる。

本変形例では、固定用プレート１０’の側壁１０ｂ’が携帯電話機１の上下方向に配置され、その側壁１０ｂ’から係合爪１１が伸びている。図示しないが、例えば、係合爪１１の位置に合わせて板金フレーム３ａ’のスリット８’の位置を設定すればよい。また固定用プレート１０’と電池パック７を貼りつけた状態で係合爪１１が電池パック７の接続端子７ａと重なった位置関係にならないように係合爪１１が設けられ、接続端子７aを傷つけないようにしている。

−実施形態の変形例３−
図１０は本発明の実施形態の変形例３を示し、固定用プレートの形状の３通りのバリエーションを示している。

図１０（ａ）に示す固定用プレート１１０では、左右の側壁１０ｂに加え、上下にも側壁１１０ｂが設けられ、各側壁１０ｂ，１１０ｂから係合爪１１が延びている。図示しないが、例えば、係合爪１１の位置に合わせて板金フレーム３ａ’のスリット８’の位置を設定すればよい。

図１０（ｂ）に示す固定用プレート２１０では、左右の側壁１０ｂに加え、下側に側壁２１０ｂが追加されている。そして、各側壁１０ｂ，２１０ｂから係合爪１１が延びている。１０（ａ）に比べると、上側に側壁１１０ｂを設けるスペースがない場合に有利である。

図１０（ｃ）に示す固定用プレート３１０では、プレート本体３１０ａの中央に開口３１０ｂが形成されている。この開口３１０ｂを設けることで、電池パック７が膨らんだ場合にプレート本体３１０ａによって必要以上に押さえ付けられることが防止される。

−実施形態の変形例４−
図１１は本発明の実施形態の変形例４を示し、メイン基板６’の形状が異なる点で、上記実施形態と異なる。

本変形例では、メイン基板６’は、携帯電話機１の上半分側にのみ配置されている。この場合、係合爪１１は、板金フレーム３ａ’のスリット８’に係合すればよい。

−実施形態の変形例５−
図１２は本発明の実施形態の変形例５を示し、電池パック７’’が携帯電話機１のほぼ上下全体に広がる点で、上記実施形態と異なる。

本変形例では、上記実施形態の電池パック７よりも大きな電池パック７’’を有し、固定用プレート１０’’もそれに合わせて大きなものとなり、係合爪１１の個数も増えている。この場合、各係合爪１１は、それに合わせて形成した板金フレーム３ａ’’のスリット８’’にそれぞれ係合すればよい。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、固定用プレートは、ステンレス薄板で構成したが、樹脂成形品などで構成してもよい。固定用プレートは、少なくとも電池パック７を覆うフィルム状の外装材よりも剛性が高く、適度な弾性を有するものであればよい。

上記実施形態では、固定用プレートに係合爪１１を設けているが、係合爪がなく、係合部４ｂと係合孔１２との係合のみによって固定用プレートを固定するようにしてもよい。逆に係合部４ｂと係合孔１２との係合なしで、係合爪１１と切欠８又はスリット８’，８’’との係合のみで固定用プレートを固定するようにしてもよい。

上記実施形態では、携帯端末は、携帯電話機１としたが、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System ）、ＰＤＡ(Personal DigitalAssistant)、スマートフォン、パソコン、モバイルツール、電子辞書、電卓、ゲーム機等であってもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、各実施形態に記載された技術的特徴は、互いに組合せ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 携帯電話機（携帯端末）
２ 液晶表示部
３ 正面側キャビネット（筐体）
３ａ，３ａ’ 板金フレーム
４ 背面側キャビネット（筐体）
４ａ 電池収容部
４ｂ 係合部
５ リアカバー
６，６’ メイン基板
７，７’ 電池パック
７ａ 接続端子
８，８’，８’’ スリット
９ 両面テープ
１０ 固定用プレート
１０’ 固定用プレート
１０ａ プレート本体
１０ｂ，１１０ｂ，１０ｂ’ 側壁
１１ 係合爪
１２ 係合孔
１１０ 固定用プレート
１１０ｂ 側壁
２１０ 固定用プレート
２１０ｂ 側壁
３１０ 固定用プレート
３１０ａ プレート本体
３１０ｂ 開口

Claims (4)

1. 筐体の電池収容部に外装材で覆われた電池パックが収容される携帯端末において、
   上記電池パックの外装材よりも剛性が高く、該電池パックを覆った状態で、上記筐体に係合することで、電池パックと共に固定される固定用プレートを備え、
   上記固定用プレートは、上記電池パックの側面を覆う側壁からそれぞれ延びる複数の係合爪を有し、該複数の係合爪は、上記筐体にインサート成形された板金フレームに形成した複数のスリットにそれぞれ係合される
   ことを特徴とする携帯端末。
2. 筐体の電池収容部に外装材で覆われた電池パックが収容される携帯端末において、
   上記電池パックの外装材よりも剛性が高く、該電池パックを覆った状態で、上記筐体に収容された基板の側面に係合することで、電池パックと共に固定される固定用プレートを備え、
   上記固定用プレートは、上記電池パックの側面を覆う側壁から延び、上記基板の側面に形成した切欠に係合する係合爪を有する
   ことを特徴とする携帯端末。
3. 筐体の電池収容部に外装材で覆われた電池パックが収容される携帯端末において、
   上記電池パックの外装材よりも剛性が高く、該電池パックを覆った状態で、上記筐体又は該筐体に収容された他の部品に係合することで、電池パックと共に固定される固定用プレートを備えており、
   上記固定用プレートは、上記電池パックの側面を覆う側壁に形成されて上記筐体又は該筐体に収容された他の部品に設けた係合部が係合する係合孔を有している
   ことを特徴とする携帯端末。
4. 請求項１から３までのいずれか１つに記載の携帯端末において、
   上記固定用プレートは、板金で構成され、上記電池パックの側面を覆う側壁は、固定状態よりも外方へ広がった状態で成形され、内側へ変形された状態で固定される
   ことを特徴とする携帯端末。

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