JP6461358B2 - 充電コネクタおよびこれを備えたハンドカート - Google Patents

Description

本発明は、充電部品に関し、特に、電気的接続性能が改善された充電コネクタおよびそれを備えたマルチメディアハンドカートに関するものである。

商業と公共サービスの発展に伴って、ショッピングモール、スーパーマーケット、空港、その他の公共の場所では、使用者が荷物や物品を持ち運びやすくするために、ハンドカートや荷物カートなどのモバイル装置を使い始めていた。既存のハンドカートおよび荷物カートには、使用者が情報を入手するのを容易にするために、電子再生装置も装備される。例えば、商家位置情報、ナビゲーション情報、広告情報、および他の関連情報などが再生される。このように、ハンドカートがアイドル状態にあるときに、それを充電する必要がある。従来のハンドカートのコネクタは、ハンドカートの底部に設けられている。２つの前方と後方のトハンドカートが積み重ねられると、前方のトハンドカートの雌ソケット電極が後方のトハンドカートの雄プラグ電極と接触することにより、閉回路が形成され、次いで前方のトハンドカートがＡＣ−ＤＣ変換装置に接続されることにより、複数のトハンドカートを充電することができる。しかしながら、従来のトハンドカートでは、雄プラグ金属電極と雌ソケット金属電極との間の嵌合が密接ではない。２つの前方と後方のトハンドカートが空間的な位置で積み重ねられても、後方のトハンドカートの雄プラグ金属電極が前方のトハンドカートの雌ソケット金属電極と接触しないので、閉回路が形成されず、充電ができなくなることがある。複数のトハンドカートが積み重ねられた場合、どの２つのトハンドカートが電気的接続を完了できないかを知ることは困難である。さらに、従来の雄プラグ金属電極および雌ソケット金属電極は単純に片状に設計されるので、接触中に摩擦が発生し、それによって電気的なスパークが発生しやすくなる。これは、充電コネクタの寿命に影響を与え、そして安全上の問題をを引き起こすようになる。

したがって、雄プラグ電極と雌ソケット電極を密接に嵌合させ、相互摩擦を低減できる充電コネクタを提供することは、解決すべき緊急課題である。

従来の問題点に鑑み、本発明は、蓄電モジュールを備えたハンドカートのための充電コネクタであって、電気回路が搭載された本体と、前記本体の両端部にそれぞれ設けられた第１の電極片および第２の電極片と、を含み、前記第１の電極片および前記第２の電極片は、前記電気回路を介して電気的に接続され、前記第１の電極片または前記第２の電極片は、アーチ高さが可変である弾性アーチ部を備えることを特徴とする充電コネクタを提供することである。

本発明のいくつかの実施形態において、前記アーチ部は、その一端部の固定アームが前記本体内の前記電気回路に接続され、その他端部の自由アームが前記本体のガイド溝に収容され、前記自由アームがガイド溝内に前記アーチ部の異なるアーチ高さに対応する異なる静止位置を有する。

アーチ部は、固定アームおよび自由アームを形成するように延び、固定アームを介して本体に接続される。自由アームは、ガイド溝内を移動してアーチ領域の応力を緩和することができる。このようにすれば、アーチ部の電極の構造を、その弾性を確保しつつ、より安定させることができる。

本発明のいくつかの実施形態において、前記アーチ部には、前記アーチ部の弾性を強化するための穿孔された開口部が設けられている。アーチ部には、穿孔された様々な形状の開口部が設けられていることにより、電極の弾性を効果的に増大させ、応力を最大限に分散させることができるとともに、電極の重量を軽減し、材料を節約することができる。

本発明のいくつかの実施形態において、前記アーチ部の凹部には、前記アーチ部のアーチ高さを規制するための支持片が設けられている。支持片は、アーチ部のアーチ高さを制限しながら、押出変形後のアーチ部の元の形状への迅速な回復を助けることができる。

本発明のいくつかの実施形態において、前記第２の電極片は銅片であり、前記支持片はマンガン鋼片である。

本発明は、良好な導電性を有するが、変形しやすい銅をアーチ部、固定アーム及び自由アームの材料として使用する。アーチ部が押出時に最大変形量を超えないようにするために、アーチ部の凹部にもマンガン鋼材からなる支持板が設けられている。マンガン鋼板そのものは、一定の変形量を有しているが、銅からなるアーチ部に比べて変形量がはるかに小さいものであり、支持力を与えることができる。されに、一般に、第２の電極のアーチ部と第１の電極との間の弾性接触に影響を及ぼさない。

本発明のいくつかの実施形態において、前記第１の電極片と前記第２の電極片とは、鉛直方向に対して互いにバイアスされており、前記第１の電極片と前記第２の電極片の鉛直方向に沿ったバイアス距離Ｌは、前記アーチ部の最大アーチ高さＨｍａｘよりも小さい。このような構成は、２つの前方と後方の充電コネクタが積み重ねられて接続されたときに、電極を互いに容易に接触させることができる。

本発明のいくつかの実施形態において、前記第１の電極片および前記第２の電極片は、電流通路を構成しており、前記充電コネクタは、２つの独立した電流通路を備える。これにより、充電コネクタは、充電のためにＤＣ電源にさらに良好に接続することができる。

本発明のいくつかの実施形態において、前記第１の電極片及び前記第２の電極片の一方は平面型部材であり、他方はアーチ部を有する曲面型部材である。これにより、電極間の線接触を維持することができるとともに、接触や摩擦による電極間の電気的なスパークが発生して安全上の危険が生じることはない。同時に、電極間の摩擦によって寿命が短くなるのを防ぐことができる。

さらに、本発明は、車体に設けられ、周辺機器に電力を供給するための蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールに接続され、前記車体の底部に位置する充電コネクタと、を含み、前記充電コネクタおよび前記車体の底部は、前記第１の電極片および前記第２の電極片が前記車体の底部を越えて延びるように構成されていることを特徴とするハンドカートを提供することである。

本発明に係る充電コネクタは、前後直列接続時に、前方の充電コネクタの第２の電極（雌ソケット電極）と後方の充電コネクタの第１の電極（雄プラグ電極）との間に弾性接触を維持して閉回路を形成することができる。また、従来の充電用コネクタの接触不良の欠点を解消するとともに、第１の電極と第２の電極との間の過度の摩擦によって発生する電気のスパークによる電気回路への影響や電極の損傷を回避することができる。また、本発明に係る充電コネクタを採用したマルチメディアハンドカートは、上記の充電コネクタにより確実に充電することができ、電力エネルギーをハンドカートに搭載された周辺機器に利用することができる。２つの前後のハンドカートが積み重ねられているが、内部の電気回路が直列に接続されていない状況は、効果的に回避することができる。したがって、このようなマルチメディアハンドカートは、確実な電気的接続を有しており、その回路接続は、実質的に、繰り返し手動でのチェックを必要としない。

本発明の一実施形態による充電コネクタの正面概略図である。 本発明の一実施形態による充電コネクタの背面概略図である。 本発明の一実施形態における雌ソケット電極の概略図である。 図１に示す充電コネクタが直列に接続されて外部電源に接続されている概略図である。 本発明の一実施形態における充電コネクタを備えたマルチメディアハンドカートの概略図である。 本発明の一実施形態によるハンドカートのバッチ式充電時の位置関係の概略図である。

図１および図２に示すように、本発明の一実施形態による充電コネクタ１は、絶縁ハウジング１１と、絶縁ハウジング１１の首端部に設けられて外方に突出する雄プラグ本体１２と、絶縁ハウジング１１の尾端部に設けられて外方に突出する雌ソケット本体１３とを含む。雄プラグ本体１２の上面には、２枚の雄プラグ電極片１４、１４’が離間設けられている。雌ソケット本体１３の下面には、同様に２枚の雌ソケット電極片１５、１５’が離間設けられている。雄プラグ電極片１４、１４’の位置が雌ソケット電極片１５、１５’の位置に対応することにより、２つの充電コネクタ１が前後に配列されたとき、前方の充電コネクタの雌ソケット電極片１５、１５’と後方の充電コネクタの雄プラグ電極片１４、１４’を互いに接触させて、互いに絶縁された２つの電極群を形成することができる。雄プラグ電極片１４、１４’および雌ソケット電極片１５、１５’は、導電性が良好で低コストの銅片から構成されてもよい。

図３に示すように、本実施形態における雌ソケット電極片１５、１５’は、アーチ部１５１と、アーチ部１５１の２つの末端部から外側に延びる固定端部１５３および自由端部１５２とを有するアーチ片である。雌ソケット本体１３には、雌ソケット電極片１５、１５’を取り付けるためのガイド溝が設けられている。雌ソケット電極片１５、１５’の固定端部１５３は、ガイド溝内に入り、雌ソケット本体１３に固定的に接続されている。自由端部１５２は、同様にガイド溝に入り込むが、雌ソケット本体に固定的に接続されておらず、雌ソケット電極片片１５、１５’が応力によって変形したり、応力を緩和して回復したときに、図３に示す矢印の反対側にわずかに移動している。アーチ部１５１は、雌ソケット本体１３の下面から外方に突出している。したがって、雌ソケット電極片１５、１５’は、アーチ高さが可変な弾性アーチ部１５１を有しており、自由端部１５２は、ガイド溝内に異なるアーチ部１５１のアーチ高さに対応する異なる静止位置を有する。

一実施形態では、固定端部１５３は、絶縁ハウジング１１に近い側に固定されている。自由端部は、絶縁ハウジング１１から離れた側に配置されている。また、アーチ部１５１には、その弾性を強化するための穿孔された開口部が設けられており、その穿孔された開口部は、アーチ部１５１の長さ方向に沿って設けられた複数の細長い溝であってもよい。

図４に示すように、複数の充電コネクタ１が前後に積み重ねられた場合、後方の充電コネクタの雄プラグ電極片１４、１４’が前方の充電コネクタの雌ソケット電極片１５、１５’に接触することにより、直列回路が形成される。最も前端の充電コネクタの雄プラグ電極片１４、１４’は、ＡＣ−ＤＣ変換装置２に接続されている。ＡＣ−ＤＣ変換装置２は、ＭＥＡＮＷＥＬＬ ＣＨＩＮＡによって製造された、１５００〜３０００Ｗのパワーを持つシリーズＳＰ−３２０製品を採用することができる。雄プラグ電極片１４、１４’は、比較的大きな厚さを有する平滑な金属片であり、雌ソケット電極片１５、１５’が変形するように、雌ソケット電極片１５、１５’を押し出すことができる。押出時に、雄プラグ電極片１４、１４’と雌ソケット電極片１５、１５’が実質的に線接触することにより、両者の面接触時の相互摩擦による電気なスパークの発生を効果的に回避することができ、雄プラグ電極片１４、１４’と雌ソケット電極片１５、１５’の破損を防止して寿命を延ばすことができる。

また、雌ソケット電極片１５、１５’は銅片であるため、その材質は比較的柔らかく、数回押出された後、元の状態に回復することができない。このため、雌ソケット電極片１５、１５’のアーチ部１５１の内側に対応する形状のマンガン鋼片１５４を設けてもよい。マンガン鋼片１５４は、銅片に比べて変形しにくいため、ある程度銅片を支持するとともに、銅片が押し出された後より早く元の状態に回復するのに役立つこともできる。また、マンガン鋼片１５４は、アーチ部１５１のアーチ高さを制限することができるので、アーチ部１５１が過度に変形されて元の状態に復元しにくいのを抑制することができる。

雄プラグ電極片１４、１４’と雌ソケット電極片１５、１５’は、鉛直方向に対して互いにバイアスされており、雄プラグ電極片１４、１４’と雌ソケット電極片１５、１５’の鉛直方向に沿ったバイアス距離Ｌは、アーチ部の最大アーチ高さＨｍａｘよりも小さい。

図５および図６に示すように、上記の充電コネクタ１を採用したマルチメディアハンドカートが概略的に示されている。充電コネクタ１は、マルチメディアハンドカートの底部に設置されて蓄電モジュール３に接続されており、充電コネクタを介して蓄電モジュール3に電気エネルギーを伝達するようになる。蓄電モジュール３は、マルチメディアハンドカートに搭載されたマルチメディアプレーヤ４に接続されて電力を供給する。充電コネクタ１及び車体の底部は、雄プラグ電極片１４、１４’及び雌ソケット電極片１５、１５’が車体の底部から伸びるように構成されている。複数のハンドカートが前後に積み重ねられている場合、充電コネクタの雄プラグ電極片１４、１４’と雌ソケット電極片１５、１５’によって２つの独立した電流通路が形成されることにより、直列回路を形成し、同時に全てのマルチメディアハンドカートを充電する。

以上、本発明の様々な実施形態について詳細に説明した。添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正、変更、および変形が実施形態においてなされ得ることは、当業者に理解されるであろう。特許請求の範囲の解釈は、全体としてその説明と一致する最大の範囲で解釈されるべきであり、実施例または詳細な説明の例に限定されない。

Claims (9)

1. 蓄電モジュールを備えたハンドカートのための充電コネクタであって、
   電気回路が搭載された本体と、
   前記本体の両端部にそれぞれ設けられた第１の電極片および第２の電極片と、
   を含み、
   前記第１の電極片および前記第２の電極片は、前記電気回路を介して電気的に接続され、前記第１の電極片または前記第２の電極片は、アーチ高さが可変である弾性アーチ部を備えており、
   前記アーチ部は、その一端部の固定アームが前記本体内の前記電気回路に接続され、その他端部の自由アームが前記本体のガイド溝に収容され、前記自由アームがガイド溝内に前記アーチ部の異なるアーチ高さに対応する異なる静止位置を有することを特徴とする充電コネクタ。
2. 前記アーチ部には、アーチ部の弾性を強化するための穿孔された開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充電コネクタ。
3. 前記アーチ部の凹部には、前記アーチ部のアーチ高さを規制するための支持片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充電コネクタ。
4. 前記支持片の形状は、前記アーチ部の形状に対応することを特徴とする請求項３に記載の充電コネクタ。
5. 前記第２の電極片は銅片であり、前記支持片はマンガン鋼片であることを特徴とする請求項４に記載の充電コネクタ。
6. 前記第１の電極片と前記第２の電極片とは、鉛直方向に対して互いにバイアスされており、前記第１の電極片と前記第２の電極片の鉛直方向に沿ったバイアス距離Ｌは、前記アーチ部の最大アーチ高さＨｍａｘよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の充電コネクタ。
7. 前記第１の電極片および前記第２の電極片は、電流通路を構成しており、前記充電コネクタは、２つの独立した電流通路を備えることを特徴とする請求項１に記載の充電コネクタ。
8. 前記第１の電極片及び前記第２の電極片の一方は平面型部材であり、他方はアーチ部を有する曲面型部材であることを特徴とする請求項１に記載の充電コネクタ。
9. 車体に設けられ、周辺機器に電力を供給するための蓄電モジュールと、
   前記蓄電モジュールに接続され、前記車体の底部に位置する請求項１〜７の何れかに記載の充電コネクタと、
   を含み、
   前記充電コネクタおよび前記車体の底部は、前記第１の電極片および前記第２の電極片が前記車体の底部を越えて延びるように構成されていることを特徴とするハンドカート。