JP3678188B2

JP3678188B2 - バッテリパック充電装置

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Publication number: JP3678188B2
Application number: JP2001311984A
Authority: JP
Inventors: 庸一芳賀; 路仁小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2021-10-09
Also published as: JP3809843B2; CN1333488C; JP2005198499A; CN101043088A; JP2003116229A; CN1207812C; US20030085686A1; CN1411093A; CN1665063A; US6583600B2; CN100479253C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型電子機器等に装填されて直流電源を供給するバッテリパックを充電するバッテリパック充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリパック充電装置は、例えばケース主面に凹設されたバッテリパック装填部にバッテリパックが装填され、このバッテリパックの充電を行う。バッテリパック充電装置は、一般にケース内に直流電源回路部や電流検出回路部或いは制御回路部等が内蔵されるとともに、バッテリ装填部内にバッテリパック側の充電端子部材と接続される充電用の電極端子部材やバッテリパックとの情報交換等を行う通信用端子部材とが備えられる。また、バッテリパック充電装置には、バッテリパック装填部にバッテリパックの装填を検出する検出スイッチが設けられている。バッテリパック充電装置は、検出スイッチによってバッテリパック装填部内へのバッテリパックの装填を検出した状態で、直流電源回路部から充電用電極部に直流電源が供給されて充電が行われるようになる。
【０００３】
バッテリパック充電装置には、一般にバッテリパック装填部内にバッテリパックの装填状態を保持するロック機構が備えられるとともに、バッテリパック装填部からバッテリパックを押し上げるポップアップ機構が備えられている。ロック機構は、例えば先端に形成したロック部がバッテリパック装填部内に突出習性を付与されてケースにスライド自在に設けられたロック部材を備える。ロック機構は、バッテリパック装填部内にバッテリパックが装填されると、このバッテリパック側に設けられたロック凹部にロック部材のロック部が相対係合して装填状態を保持する。
【０００４】
また、ポップアップ機構は、一般にバッテリパック側の充電端子部材と接続される電極端子部材がその機能を兼用され、例えば板ばねによって形成された電極端子部材の自由端がバッテリ装填部内に突出されてなる。ポップアップ機構は、電極端子部材がバッテリパック装填部内にバッテリパックが装填されるとその充電端子部材と接続されるとともに、バッテリパックによって押圧されて弾性力を蓄勢する。ポップアップ機構は、充電操作を終了してロック機構が操作されることによって、電極端子部材に蓄勢した弾性力によりバッテリパックを押し上げてバッテリパック装填部からの取り出しを容易な状態とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバッテリパック充電装置においては、上述したように電極端子部材がポップアップ機構を兼用するように構成されることから、電極端子部材を含む充電用電極部がバッテリパック側の充電端子部の構造に制約されて形状的な自由度が制限されていた。従来のバッテリパック充電装置においては、電子機器等の仕様に応じて外形仕様や充電端子部の仕様が様々に決定されるバッテリパックに応じてバッテリパック装填部やロック機構或いは充電用電極部を異にして構成されなければならず汎用性が無いといった問題があった。
【０００６】
また、バッテリパック充電装置においては、二次電池の性能向上とともに電子機器の小型化、薄型化等に伴ってバッテリパックの小型化が図られて充電端子部に設けられる各端子が狭ピッチ化されることにより、充電用電極部の各電極端子も同様に狭ピッチ化が図られる。従来のバッテリパック充電装置においては、各電極端子部材が一般に板ばねによって形成されバッテリパックを押し上げるための充分な弾性力を蓄勢する機能を有しなければならないために小型化を図ることが困難であるといった問題があった。
【０００７】
さらに、従来のバッテリパック充電装置においては、ポップアップ機能を兼用するために板ばねによって形成された各電極端子部材がバッテリパック装填部に突出した状態で設けられる。バッテリパック充電装置においては、バッテリパックがバッテリパック装填部内に置かれているが充電が行われていない場合には、過充電等を防止して安全性を確保するために相対する各電極端子部材と各充電端子部材とが非接続状態に保持される必要がある。また、バッテリパック充電装置においては、板ばねによって形成された各電極端子部材の外周縁にバリ等が発生していたり鋭角凸部があった場合に、ケースのガイド孔と衝合して動作不良やショートが発生し或いは取扱時に指を引掛けるといった問題を生じさせる。
【０００８】
バッテリパック充電装置においては、上述した問題を解消するために例えば各電極端子部材に非導通状態を保持しまた外周部を覆うモールドカバーを組み合わせるといった対応も考慮されるが、各電極端子部材が各充電端子部材と直接接触する部材であることからこれを採用することが困難であった。従来のバッテリパック充電装置では、例えば外周縁部に生じたバリを除去し凸部に面取り等の後処理を施す対応が必要となり、形状的な制限があるとともにコストアップの大きな原因となっていた。
【０００９】
したがって、本発明は、バッテリパックの充電端子部に規制されることの無い構造的自由度の向上を図るとともに小型化に対応しかつ安全性や信頼性の向上或いはコスト低減を図ったバッテリパック充電装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかるバッテリパック充電装置は、第１の側面に充電端子部が配置されるとともに対向する第２の側面に被ロック部が設けられたバッテリパックが、第１の側面側からケースの主面に凹設したバッテリパック装填部内に装填される。このバッテリパック充電装置は、バッテリパック装填部の上記バッテリパックの第１の側面が突き当てられる第１の側面部の内面に配置され、装填された上記バッテリパックの充電端子部が接続される充電用電極部と、上記バッテリパック装填部の第１の側面部に設けられて装填された上記バッテリパックの第１の側面に設けられている嵌合凹部に嵌合して第１の側面側を保持するストッパ凸部からなる保持部と、上記バッテリパック装填部の上記第１の側面部と対向する第２の側面部側に位置して上記ケース主面にスライド自在に組み付けられ、装填された上記バッテリパックのロック面に設けられたロック凹部からなる被ロック部と相対係合するロック凸部からなるロック部を有するロック部材と、基端部に一体に形成された支軸部が上記ケースの内面に形成した軸受けボス部に回動自在に支持され、自由端部が上記バッテリパック装填部の第２の側面部側の底面に形成したガイド口に突出習性を付与されて臨ませられたイジェクト部材を備える。
【００１１】
上述した各部材を備えるバッテリパック充電装置においては、バッテリパック装填部内にバッテリパックが装填されることによって、このバッテリパックによりイジェクト部材が押圧されて弾性力を蓄勢し、この状態で保持部によって第１の側面を保持するとともにロック部材によって第２の側面の被ロック部をロックしてバッテリパックを収納する。バッテリパック充電装置においては、充電操作を終了するとロック部材がスライド操作されてロック部による被ロック部のロック状態が解除されることにより、イジェクト部材が蓄勢された弾性力によってバッテリパックをバッテリパック装填部の底面から押し上げる。
【００１２】
以上のように構成したバッテリパック充電装置においては、イジェクト部材によってバッテリパック装填部に装填されたバッテリパックを確実に押し上げるように構成したことから、充電用電極部がバッテリパックの充電端子部材の形状に規制されることの無い比較的自由な形状を以って構成することが可能となり汎用性が図られるようになる。バッテリパック充電装置においては、バッテリパックが小型化されて狭ピッチ化された各充電端子部材に対応して充電用電極部の各充電用電極部材の狭ピッチ化、小型化を図ることが可能とされ、装置全体の小型化が図られるとともに相対する各充電用電極部材と各充電端子部材とが誤接触を生じることなく確実に接続されるようになり信頼性の向上が図られる。バッテリパック充電装置においては、各充電用電極部材のバリ取り処理等の後加工を不要とすることでコスト低減が図られるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として図面に示したバッテリパック充電装置１について詳細に説明する。バッテリパック充電装置１は、図１に示すように合成樹脂製のアッパケース２とロアケース３とを組み合わせてケースを構成し、このケース内に直流電源回路部や電流検出回路部或いは制御回路部等を内蔵してなる。バッテリパック充電装置１には、ケースの外周部に一対のピン端子４ａ、４ｂを有する電源端子部４が設けられており、商用電源と接続された図示しない電源ケーブルが接続される。バッテリパック充電装置１は、電源ケーブルを介して外部電源から直流電源回路部に電流が供給される。バッテリパック充電装置１には、後述するバッテリパック装填部６の底面６ｄに電源供給部５が設けられており、図示しない中継コードが接続されることによって接続機器に対して外部電源から供給される電流を直接中継供給する。
【００１４】
バッテリパック充電装置１には、詳細を後述するようにバッテリパック装填部６に対してやや幅広のバッテリパック６０が先端側６０ａをやや下向きにした略水平状態で装填される。バッテリパック充電装置１には、バッテリパック装填部６に充電電流を供給する電極部７とバッテリパック６０の装填を検出する装填検出部８とが設けられており、バッテリパック６０の装填を検出するとともに電流検出回路部等においてその充電要否が判断した後にバッテリパック６０に対して所定の充電操作を行う。バッテリパック充電装置１には、バッテリパック装填部６内に装填されたバッテリパック６０を位置決めする位置決めリブ９と、抜け出しを防止するストッパ凸部１０とが設けられている。バッテリパック充電装置１には、装填されたバッテリパック６０をロックするとともにバッテリパック装填部６内から押し上げるロック・イジェクト機構１１が設けられている。
【００１５】
バッテリパック６０は、例えばビデオカメラの電源用として用いられ、図１及び図１５、図１６に示すようにポリカーボネート樹脂等の合成樹脂によって成形されたアッパハーフ６１とロアハーフ６２とを組み合わせてなる全体がやや幅広の矩形ケースを有している。バッテリパック６０は、ケース内に詳細を省略するが充電可能なリチウムイオン二次電池を封装してなる。バッテリパック６０は、長手方向の一方側面をバッテリパック充電装置１への装填面６０ａとし、この装填面６０ａの幅方向の一方側面側に位置して詳細を後述する充電端子部６３が設けられている。
【００１６】
バッテリパック６０には、装填面６０ａに、充電端子部６３と対向する他方側面とに跨って凹設された位置決め凹部６４が設けられている。位置決め凹部６４は、バッテリパック６０がバッテリパック充電装置１のバッテリパック装填部６に装填された際に、位置決めリブ９と相対係合することによって位置決めされた状態で装填される。バッテリパック６０には、バッテリパック充電装置１への装填方向を表示するために、装填面６０ａ側の上面６０ｃに指標６５が設けられている。バッテリパック６０には、装填面６０ａと対向する長手方向の他方側面がバッテリパック充電装置１に装填された際にロック・イジェクト機構１１によってロックされるロック面６０ｂとして構成されてなる。ロック面６０ｂには、ロック凹部６６が凹設されている。
【００１７】
充電端子部６３は、図１５に示すようにバッテリパック６０の底面６０ｄ及び側面とに開口して装填面６０ａに凹設された嵌合凹部６７に設けられている。バッテリパック６０は、後述するようにがバッテリパック装填部６内に装填される際に、嵌合凹部６７がストッパ凸部１０と相対係合することによって装填面６０ａ側がロックされる。充電端子部６３は、嵌合凹部６７内に金属板によって形成された正極充電端子部材と、通信端子部材と、負極充電端子部材とが内側から外側に向かってこの順に配列されてなる。充電端子部６３は、詳細を省略するが各端子部材がスリット６９ａ乃至６９ｄ内にそれぞれ設けられて外部に露出しないように構成してなる。充電端子部６３には、各端子部材を収納したスリット６９の形成部位が凸字状の保護リブ６８によって囲まれてなる。
【００１８】
バッテリパック６０は、詳細を後述するようにバッテリパック充電装置１をバッテリパック装填部６内に装填されることによって、充電端子部６３の各端子部材が電極部７の各電極部材と相対接続される。バッテリパック６０は、通信端子部材を介して仕様情報や充電情報等をバッテリパック充電装置１側へと供給し、正極充電端子部材と負極充電端子部材とを介して充電電流の供給が行われて内蔵した二次電池に対する所定の充電操作が行われる。
【００１９】
以上のように構成されたバッテリパック６０は、装填面６０ａ側からバッテリパック装填部６内に装填され、このバッテリパック装填部６内において位置決めされるとともに装填状態を保持される。バッテリパック装填部６は、バッテリパック６０の外形形状とほぼ等しい矩形凹部からなり、長手方向の一方側面が装填されるバッテリパック６０の装填面６０ａが突き当てられる突当て面６ａを構成する。バッテリパック装填部６は、図１及び図２に示すように、突当て面６ａ側の側面壁６ｂ、６ｃが長さ方向の略中央部に向かって次第に高さを小さくした円弧状に形成されてなる。バッテリパック装填部６は、かかる側面壁６ｂ、６ｃの形状によってバッテリパック６０を両側から把持し得るように構成されてなる。
【００２０】
バッテリパック装填部６は、底面が装填されたバッテリパック６０の底面６０ｄを支持する支持面６ｄを構成する。バッテリパック装填部６は、バッテリパック６０の略１／２の厚み分の深さを有しており、バッテリパック６０の上面側を露出させるようにしてその底面６０ｄを支持面６ｄ上に支持して収納する。バッテリパック装填部６には、図１に示すように突当て面６ａの内面に、一方側面側に位置して電極部７が配置されるとともに、この電極部７に隣り合って装填検出部８が配置されかつ他方側面側に位置して位置決めリブ９が形成されている。バッテリパック装填部６には、位置決めリブ９の近傍に位置して底面６ｄに略Ｌ字状開口からなる電源供給部５が設けられている。
【００２１】
バッテリパック充電装置１には、バッテリパック装填部６の電極部７に対応して突当て面６ａに庇状に突出するストッパ凸部１０が一体に形成されている。バッテリパック充電装置１には、バッテリパック装填部６の突当て面６ａと対向する側のアッパハーフ２の上面２ａにロック・イジェクト機構１１が設けられている。バッテリパック充電装置１には、電源端子部４が設けられた側に位置するアッパハーフ２の上面２ａに表示部１２が設けられている。表示部１２は、ケース内部に発光素子と導光部材とが設けられており、接続機器に対する電源の供給状態やバッテリパック６０に対する充電状態を発光表示する。
【００２２】
ロック・イジェクト機構１１は、バッテリパック装填部６に装填されたバッテリパック６０のロック面６０ｂ側をロックするロック部材１３と、バッテリパック６０をバッテリパック装填部６から押し上げるイジェクト部材１４とを備えてなる。ロック・イジェクト機構１１は、イジェクト部材１４の底面側に組み合わされて弾性力を作用させるバネ部材１５と、ロック部材１３をバッテリパック装填部６側へと付勢するトーションスプリング１６等を備えてなる。
【００２３】
アッパハーフ２には、図２及び図３に示すように、上面２ａに一方をバッテリパック装填部６に開口して凹陥部１７が凹設されるとともにこの凹陥部１７の底面１７ａに切欠きガイド口１８が形成されている。凹陥部１７には、図３に示すように底面１７ａにバッテリパック装填部６の支持面６ｄに開口する幅方向の切欠き口ガイド溝１７ｂが形成されている。アッパハーフ２は、切欠き口ガイド溝１７ｂを介してロック部材１３を組み付けて、このロック部材１３をこれら凹陥部１７と切欠きガイド口１８にスライド自在に組み合わせてなる。アッパハーフ２には、凹陥部１７に対応してバッテリパック装填部６の支持面６ｄに矩形のガイド開口１９が形成されており、このガイド開口１９から作動部２６を外方に臨ませてイジェクト部材１４を支持してなる。アッパハーフ２には、図４に示すように内面にバネ部材１５の一端部をねじ２０により固定する取付ボス部２０が一体に立設されている。
【００２４】
アッパハーフ２には、その内面に取付ボス部２０からバネ部材１５の内面を支持するリブ壁が一体に連設され、このリブ壁の一部に第１の位置決め凸部２１ａと第２の位置決め凸部２１ｂとを突設している。各位置決め凸部２１は、詳細を後述するように取付ボス部２０上に固定されるバネ部材１５を位置決めする。アッパハーフ２には、切欠きガイド口１８の両側に対応位置して内面に一対の軸受けボス部２２ａ、２２ｂが一体に形成されてなる。各軸受けボス部２２は、アッパハーフ２の内面に幅方向に離間して一体に形成されてなり、図５に示すようにそれぞれ取付ボス部２０側を開放した断面略Ｕ字状の軸孔が形成されてなる。各軸受けボス部２２は、詳細を後述するようにイジェクト部材１４に一体に形成された支軸部２８ａ、２８ｂをそれぞれ回動自在に支持する。
【００２５】
ロック部材１３は、合成樹脂材によって操作部２３と、スライド部２４と、スプリング掛止め部２５とが一体に形成されてなる。操作部２３は、凹陥部１７の開口形状とほぼ等しい外形とその深さとほぼ等しい厚みを有し、一端側に円弧状の指掛け凸部２３ａが一体に立設されている。操作部２３には、指掛け凸部２３ａと対向する側面にロック凸部２３ｂが一体に突設されている。ロック凸部２３ｂは、バッテリパック６０のロック面６０ｂに凹設されたロック凹部６６に対応して形成された矩形凸部からなり、ロック部材１３が凹陥部１７に組み付けられた状態においてバッテリパック装填部６内に突出する。
【００２６】
スライド部２４は、操作部２３のロック凸部２３ｂを形成した側面に、凹陥部１７の厚みとほぼ等しい対向間隔を以って操作部２３と平行に対峙して一体に連設されてなる。スライド部２４は、その幅が切欠き口ガイド溝１７ｂの溝幅よりもやや小さくされた板状部位であり、図４に点線で示すように先端部の両側縁にそれぞれ弾性アーム部２４ａ、２４ｂが一体に突設されている。各弾性アーム部２４ａ、２４ｂは、スライド部２４の先端部から基端部に向かって次第にその突出量が大きくされ、全体として切欠き口ガイド溝１７ｂの溝幅よりも大きな突出量を以ってスライド部２４に突出されてなる。
【００２７】
ロック部材１３は、バッテリパック装填部６側から、各弾性アーム部２４ａ、２４ｂを収斂させた状態でスライド部２４をその先端部から切欠き口ガイド溝１７ｂ内に押し込まれることによりアッパハーフ２に組み付けられる。ロック部材１３には、アッパハーフ２の内面側において、スプリング掛止め部２５にトーションスプリング１６の一端部が掛け止めされる。トーションスプリング１６は、アッパハーフ２の内面に形成したリブにコイル部が嵌合され、圧縮状態で他端部が取付ボス部２０に掛け止めされることによってロック部材１３にバッテリパック装填部６側への弾性力を作用させる。ロック部材１３は、自然状態に復帰した各弾性アーム部２４ａ、２４ｂの先端部が切欠き口ガイド溝１７ｂの内面に突き当たることによって、組付状態を保持される。ロック部材１３は、上述したようにロック凸部２３ｂがバッテリパック装填部６内に突出して、凹陥部１７にスライド自在に組み合わされる。
【００２８】
イジェクト部材１４は、合成樹脂材によって図３に示すように作動部２６と、支持部２７と、支軸２８とが一体に形成されてなる。作動部２６は、バッテリパック装填部６に装填されたバッテリパック６０を押し上げる部位であり、ガイド開口１９の開口形状とほぼ等しい外形形状を有している。作動部２６は、イジェクト部材１４がアッパハーフ２に組み付けられた状態において、図２に示すようにガイド開口１９に臨ませられてバッテリパック装填部６の支持面６ｄの一部を構成する。作動部２６は、その上面２６ａが基端部から先端側に向かって次第に高さを大きくする傾斜面として構成され、同図に示すようにバッテリパック装填部６の支持面６ｄからの突出量が大きくなる。作動部２６には、先端側面部にストッパ凸縁２６ｂが突出形成されており、後述するようにガイド開口１９内に押し込まれた状態においてその開口縁に突き当たって内方への落ち込みが防止されるように構成されてなる。
【００２９】
支持部２７は、作動部２６の底面側にガイド開口１９の開口形状よりも大きな部位として形成されてなり、図３及び図４に示すように基端部側にアーム状の凸部２７ａ、２７ｂが翼状に一体に突設されてなる。支持部２７は、後述するように作動部２６をガイド開口１９からバッテリパック装填部６内に臨ませるようにしてイジェクト部材１４がアッパハーフ２の内面側から組み付けられた状態において、ガイド開口１９の開口縁に当接して抜止めを図る。支持部２７には、凸部２７ａ、２７ｂの先端部にそれぞれ凸部が一体に立設され、これら凸部の側面に支軸２８ａ、２８ｂが一体に突出形成されている。支軸２８は、アッパハーフ２の内面に幅方向に離間して形成した軸受け部２２ａ、２２ｂにそれぞれ回動自在に軸支される。
【００３０】
イジェクト部材１４は、アッパハーフ２の内面側で、各支軸２８がそれぞれ開放部から軸孔内に嵌合することによって軸受け部２２に回動自在に支持され、この状態で作動部２６がその上面２６ａをガイド開口１９を介してバッテリパック装填部６内に臨ませられて組み合わされる。イジェクト部材１４は、バネ部材１５がアッパハーフ２に取り付けられることによって、アッパハーフ２に対する組合せ状態が保持される。
【００３１】
バネ部材１５は、弾性金属板によって図３に示すように基部２９と、弾性アーム部３０と、一対の軸止め部３１ａ、３１ｂとが一体に形成されてなる。基部２９は、アッパハーフ２の幅よりもやや短い底辺を有する略二等辺三角形状を呈しており、略中央部に位置して取付孔２９ａが形成されるとともに、取付孔２９ａを挟んで円孔の第１の位置決め孔２９ｂと長孔の第２の位置決め孔２９ｃとが形成されている。弾性アーム部３０は、基部２９の頂点部位から一体に突設され、取付孔２９ａを基準としてガイド開口１９の先端側の開口縁近傍に延在するに足るその長さを有している。弾性アーム部３０は、基部２９から次第に上方に向かうようにして折曲され、先端部が下方に向かって円弧状に折曲されてイジェクト部材１４の作動部２６の底面に当接する当接部３０ａを構成する。
【００３２】
軸止め部３１ａ、３１ｂは、それぞれ基部２９の両側縁に沿って弾性アーム部３０と平行な断面Ｌ字状の凸片部として形成されてなる。各軸止め部３１ａ、３１ｂは、それぞれ取付孔２９ａを基準として先端部が各軸受け部２２に対向する長さを有している。軸止め部３１ａ、３１ｂは、それぞれの先端部が互いに対向するようにして折曲され、後述するようにイジェクト部材１４の支軸２８の抜止め部を構成してなる。
【００３３】
バネ部材１５は、イジェクト部材１４を組み付けた状態において、図４に示すようにアッパハーフ２の内面に取り付けられる。バネ部材１５は、取付孔２９ａをアッパハーフ２側の取付ボス部２０に対応位置させるとともに、第１の位置決め孔２９ｂに第１の位置決め凸部２１ａを嵌合させかつ第２の位置決め孔２９ｃに第１の位置決め凸部２１ｂを嵌合させて基部２９がアッパハーフ２の内面に当てがわれる。バネ部材１５は、第２の位置決め孔２９ｃの長さ範囲で取付位置を調整された後に、取付ボス部２０にねじ込まれる取付ねじ３２によりアッパハーフ２に取り付けられる。
【００３４】
バネ部材１５は、この状態で弾性アーム部３０がガイド開口１９側へと延在され、その先端部に形成した当接部３０ａがイジェクト部材１４の作動部２６の底面に当接してこれを押し上げる。また、バネ部材１５は、この状態で図５に示すように各軸止め部３１ａ、３１ｂの先端部が軸孔の開口部位を閉塞するように軸受け部２２に対向位置することによって、軸受け部２２に軸支されるイジェクト部材１４の支軸２８を抜止めする。
【００３５】
ところで、バネ部材１５については、上述したようにイジェクト部材１４を保持する機能ばかりでなく、アッパハーフ２に組み付けられる他の部材の保持部材として機能させるように構成してもよい。バネ部材１５は、例えば図６に示すように基部２９の底辺部に凸部３４が一体に突設される。凸部３４は、アッパハーフ２の内面に取り付けられて表示部１２を構成する導光部材３３を保持する。導光部材３３は、例えば透明なアクリル樹脂によって成形され、発光素子３３ａ、３３ｂに対応して凸部が一体に形成されてなる。導光部材３３は、これら凸部をアッパハーフ２に形成した表示孔に嵌合するようにして内面に取り付けられる。
【００３６】
バネ部材１５は、上述したようにイジェクト部材１４を組み付けるとともに導光部材３３を組み付けた状態で、アッパハーフ２に取り付けられる。バネ部材１５は、図６に示すように凸部３４が導光部材３３の底面に当接することによってこの導光部材３３をアッパハーフ２の内面に押し付けて保持する。
【００３７】
アッパハーフ２には、図２に示すようにバッテリパック装填部６の突当面６ａと支持面６ｄとに跨って切欠き部２ｂが形成されている。アッパハーフ２には、図７に示すように切欠き部２ｂに電極部７及び装填検出部８を構成する電極ブロック部材３５と、これら電極部７と装填検出部８とを保護するシャッタ部材とが設けられている。電極ブロック部材３５は、図８乃至図１０に示すようにモールドフレーム３７と、電極部７を構成する正極電極部材３８と、負極電極部材３９及び通信端子部材４０とが備えられるとともに、装填検出部８を構成する固定接点片４１と、可動接点片４２及び作動子部材４３とが備えられる。
【００３８】
電極ブロック部材３５は、これら各部材を備えることによって電極部７と装填検出部８とを一体化し、互いに高精度に位置決めしてアッパハーフ２に取り付けられるようにする。電極ブロック部材３５は、図２に示すようにアッパハーフ２の内面に取り付けた板ばね部材４４によって背面側から押圧されることで、ガタ付を防止されて取り付けられる。
【００３９】
モールドフレーム３７は、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂等の合成樹脂材によって全体やや厚みのある略板状に成形され、図示を省略するがロアケース３側に位置決めされて取り付けられた回路基板等に取り付けるための取付用凹部やアーム状に突設された取付孔を有する取付用ブラケット部等が一体に形成されることによって、アッパハーフ２の切欠き部２ｂに高精度に位置決めされて組み付けられる。モールドフレーム３７は、長さ方向に対して２つの領域に区分され、第１の領域に電極部７が配置されるとともに第２の領域に装填検出部８が配置されてなる。
【００４０】
モールドフレーム３７には、バッテリパック装填部６の支持面６ｄの一部を構成するようにして支持壁３７ｃが前方側に一体に突設されるとともに、この支持壁３７ｃに跨って電極部７の両側に位置する保護リブ３７ａ、３７ｂが一体に突設されている。保護リブ３７ａ、３７ｂは、後述する各電極部材３８〜４０の外形よりも大きな壁状凸部からなり、これら電極部材３８〜４０を保護するとともにバッテリパック６０の嵌合凹部６７と相対係合して位置決めリブ９とともにバッテリパック６０を位置決めする。モールドフレーム３７には、図９に示すように装填検出部８に作動子部材４３をスライド自在に組み付ける作動子ガイド部３７ｅが形成されている。
【００４１】
電極部７には、それぞれ金属板材料によって形成された正極電極部材３８と負極電極部材３９及び通信端子部材４０とが、それぞれ所定の間隔を以って互いに対向しかつ通信端子部材４０が中央部に配置されかつその両側に正極電極部材３８と負極電極部材３９とが配置されてインサート成形されてなる。正極電極部材３８と負極電極部材３９及び通信端子部材４０は、それぞれの上端部と前端部とがバッテリ装填部６内に突出されるようにして設けられている。正極電極部材３８と負極電極部材３９は、バッテリ装填部６に装填されたバッテリパック６０の正極充電端子部材と負極充電端子部材とにそれぞれ接続されて充電電流を供給する。通信端子部材４０は、バッテリパック６０の通信端子部材と接続され、バッテリパック６０との間において仕様情報や充電状態等の情報交換を行うようにする。
【００４２】
装填検出部８には、電極部７から側方へと延長された部位に固定接点部材４１と可動接点部材４２とが支持されるとともにバッテリパック６０によって作動される作動子部材４３がスライド自在に組み付けられてなる。固定接点部材４１と可動接点部材４２は、図８に示すように電極部７の各電極部材３８〜４０に対して直交するようにしてモールドフレーム３７に一端側を固定支持されてなる。固定接点部材４１と可動接点部材４２は、所定の対向間隔を以って平行に対峙し、固定端側において端子部がモールドフレーム３７を貫通して各電極部材３８〜４０の端子部と同一方向の底面側へと突出されている。固定接点部材４１は、図９に示すように自由端側がモールドフレーム３７に一体に突設したストッパ凸部３７ｄによって位置決めされる。
【００４３】
可動接点部材４２は、自由端側が固定接点部材４１から離間する方向に弾性力が蓄勢されるようにモールドフレーム３７に対して一端部を固定されている。可動接点部材４２は、図９に示すように自由端側が作動子部材４３の作動部４３ｂと対向されている。可動接点部材４２は、バッテリ装填部６内にバッテリパック６０が装填されていない状態では、先端部の内面に形成した接点が固定接点部材４１と非接触状態に保持されている。可動接点部材４２は、上述したように弾性力が蓄勢されることにより、振動等が加えられた場合でも固定接点部材４１との誤接触が抑制されるように構成されてなる。
【００４４】
作動子部材４３も、例えばポリブチレンテレフタレート等の合成樹脂材によって一体に成形されてなる。作動子部材４３は、全体略板状を呈して形成され、詳細を省略するが先端部にカム部４３ａが形成されるとともに後端部が作動部４３ｂとして構成されてなる。作動子部材４３は、詳細を後述するようにバッテリパック装填部６に装填されるバッテリパック６０によってカム部４３ａが押圧されることにより、各電極部材３８〜４０と平行な方向にスライド動作して可動接点部材４２を押圧する。作動子部材４３は、バッテリ装填部６内にバッテリパック６０が装填されていない状態では、可動接点部材４２の自由端側の外側面に当接してこの可動接点部材４２に蓄勢された弾性力を受けている。
【００４５】
作動子部材４３は、バッテリパック装填部６内にバッテリパック６０が装填されると、カム部４３ａがバッテリパック６０の装填面６０ａに押圧される。作動子部材４３は、図１０矢印Ａで示すように可動接点部材４２の弾性力に抗して作動子ガイド部３７ｅの内部へと押し込まれ、作動部４３ｂが可動接点部材４２を弾性変位させて固定接点部材４１と接触させることによってバッテリパック装填部６内へのバッテリパック６０の装填を検出する出力が送出されるようにする。
【００４６】
作動子部材４３は、図１０に示すように可動接点部材４２を介して固定接点部材４１を弾性変位させてこれら固定接点部材４１と可動接点部材４２の接触状態を保持する。作動子部材４３には、弾性変位した固定接点部材４１から同図矢印Ｂで示す弾性力と、可動接点部材４２から矢印Ｃで示す弾性力とが作用される。
【００４７】
シャッタ部材３６は、合成樹脂材料によって断面円弧状に形成され、ストッパ凸部１０の下方に位置してその上部をアッパハーフ２の内面に回動自在に支持されている。シャッタ部材３６には、図示しないが支軸にスプリングが装着されており、図７において時計方向に付勢されている。シャッタ部材３６は、バッテリパック６０がバッテリパック装填部６内に装填されていない状態において同図に示すように電極部７の各電極部材３８〜４０を覆った状態に保持されてこれら各電極部材３８〜４０を保護するとともに埃等の付着を防止する。シャッタ部材３６は、バッテリパック６０がバッテリパック装填部６内に装填されると、回動されて電極部７の各電極部材３８〜４０を露出させるようにする。
【００４８】
以上のように構成されたバッテリパック充電装置１について、図１１乃至図１４を参照してバッテリパック６０の装填操作及びイジェクト操作について説明する。バッテリパック充電装置１には、バッテリパック６０が、図１１矢印イに示すようにアッパハーフ２の上面２ａに対してやや傾けられた状態で装填面６０ａ側からバッテリパック装填部６内に装填される。バッテリパック充電装置１は、同図鎖線で示すようにバッテリパック６０が装填面６０ａをバッテリパック装填部６の突当面６ａに突き当てられた状態で、ストッパ凸部１４が嵌合押部６７に相対嵌合して装填面６０ａ側を保持するとともに位置決めリブ９が位置決め凹部６４と相対係合してバッテリパック６０を位置決めする。
【００４９】
バッテリパック充電装置１においては、図１２に示すようにバッテリパック６０がロック面６０ｂ側をバッテリパック装填部６内に落とし込まれると、ロック面６０ｂによって押圧されてロック部材１３がトーションスプリング１６の弾性力に抗して凹陥部１７内をスライド動作する。ロック部材１３は、ストッパ凸部２３ａがロック面６０ｂを摺動してロック凹部６６と対応位置すると、トーションスプリング１６の弾性力によってバッテリパック装填部６側へとスライド動作することにより、ストッパ凸部２３ａがロック凹部６６と相対係合する。
【００５０】
バッテリパック充電装置１においては、バッテリパック装填部６内に装填されたバッテリパック６０によって作動部２６が押圧されることで、イジェクト部材１４が支軸２８を支点として図１２において時計方向へと回動して作動部２６がガイド開口１９から内方へと押し込まれる。イジェクト部材１４は、ストッパ凸部２６ｂがガイド開口１９の開口縁に衝合することによって、作動部２６がバッテリパック装填部６の支持面６ａと略同一面を構成してバッテリパック６０の底面６０ｄを支持する。イジェクト部材１４は、回動動作にしたがって、内面側に当てがわれた板バネ部材１５の弾性アーム部３０を下方に向かって弾性変位させる。イジェクト部材１４には、板バネ部材１５から同図反時計方向の弾性力が作用される。
【００５１】
バッテリパック充電装置１においては、バッテリパック装填部６内に装填された状態においてバッテリパック６０を、その装填面６０ａ側をストッパ凸部１４によって保持するとともにロック面６０ｂ側をロック部材１３によって保持する。バッテリパック充電装置１においては、バッテリパック６０に対して底面６０ｄにイジェクト部材１４を介して板バネ部材１５の弾性力を作用させるとともに、装着面６０ａに作動子部材４３を介して固定接点部材４１と可動接点部材４２の弾性力を作用させる。
【００５２】
バッテリパック充電装置１においては、バッテリパック６０に対する充電操作が終了すると、ロック部材１３がトーションスプリング１６の弾性力に抗して図１３において凹陥部１７内を左方向にスライド操作される。ロック部材１３は、スライド動作されることによって操作部２３のストッパ凸部２３ｂがロック凹部６６から抜け出ることにより、バッテリパック６０のロック面６０ｂ側のロック状態を解除する。バッテリパック充電装置１においては、これによって同図に示すようにイジェクト部材１４が板バネ部材１５の弾性力によってその作動部２６をガイド開口１９からバッテリパック装填部６内に突出する。イジェクト部材１４は、同図矢印イで示すようにバッテリパック６０のロック面６０ｂ側を押し上げる。
【００５３】
バッテリパック充電装置１においては、バッテリパック６０の装着面６０ａに対して作動子部材４３を介して固定接点部材４１と可動接点部材４２の弾性力を作用させている。バッテリパック６０は、ロック面６０ｂ側を開放されることにより作動子部材４３によって同図矢印ハで示す方向に押圧される。バッテリパック６０は、これによって全体がバッテリパック装填部６内を図１４矢印ニで示すようにロック・イジェクト機構１１側へと移動する。バッテリパック充電装置１においては、このようにバッテリパック６０を移動させることにより、同図に示すように電極部７に対して充電端子部６３を離間させる。バッテリパック充電装置１においては、シャツタブ材３６が初期位置へと復帰して電極部７と充電端子部６３とを離間保持する。
【００５４】
なお、バッテリパック充電装置１においては、イジェクト部材１４の作動部２６が底面６０ｄを摺擦するようにして回動することにより、バッテリパック６０に対してロック・イジェクト機構１１側へと移動させる作動子部材４３の作用を保持する。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明にかかるバッテリパック充電装置によれば、バッテリパック装填部内に装填されたバッテリパックによって押圧されて弾性力が蓄勢されるイジェクト部材と、バッテリパックをその被ロック部と相対係合してバッテリパック装填部内に保持するロック部材とを備え、充電操作を終了するとロック部材によるロック状態を解除してイジェクト部材によりバッテリパックをバッテリパック装填部から押し上げるように構成したことから、充電用電極部が充電端子部の形状に規制されることなく自由な形状を以って形成することが可能となり汎用性が図られるようになる。バッテリパック充電装置によれば、充電用電極部と充電端子部との狭ピッチ化、小型化を図ることが可能とされ、装置全体の小型化が図られるとともに相対する各充電用電極部材と各充電端子部材とが誤接触を生じることなく確実に接続されるようになり信頼性の向上が図られる。バッテリパック充電装置においては、各充電用電極部材のバリ取り処理等の後加工を不要とすることでコスト低減が図られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示すバッテリパック充電装置と、これに装填されて充電が行われるバッテリパックの斜視図である。
【図２】同バッテリパック充電装置の内部機構を省略して示す縦断面図である。
【図３】同バッテリパック充電装置のバッテリパック装填部に備えられるバッテリパックロック機構及びポップアップ機構の構成部材を説明する分解斜視図である。
【図４】同バッテリパック装填部を説明する要部底面図である。
【図５】ポップアップ機構の構成を説明する要部縦断面図である。
【図６】他のバッテリパック装填部を説明する要部底面図である。
【図７】バッテリパック装填部に設けられる充電用電極部の構成を説明する要部斜視図である。
【図８】同充電用電極部に備えられる電極ブロック部材の要部斜視図である。
【図９】同電極ブロック部材の縦断面図である。
【図１０】同電極ブロック部材に備えられてバッテリパック装填部へのバッテリパックの装填を検出する検出部の動作を説明する縦断面図である。
【図１１】バッテリパック装填部へのバッテリパックの装填操作の説明図である。
【図１２】バッテリパック装填部内にバッテリパックを装填した状態の説明図である。
【図１３】ロック部材によるバッテリパックのロック解除操作の説明図である。
【図１４】バッテリパックのポップアップ動作の説明図である。
【図１５】バッテリパックの底面側からの斜視図である。
【図１６】バッテリパックの上面側からの斜視図である。
【符号の説明】
１バッテリパック充電装置、２アッパケース、３ロアケース、４電源端子部、６バッテリパック装填部、７電極部、８装填検出部、１１イジェクト機構、１３ロック部材、１４イジェクト部材、１５バネ部材、１７凹陥部、１８切欠きガイド部、１９ガイド口、２２軸受け部、２３操作部、２４スライド部、２６作動部、２８支軸、２９基部、３０弾性アーム部、３１軸止め部、３３導光部材、３４押え凸部、３５電極ブロック部材、３６シャッタ部材、３７モールドフレーム、３８正極電極部材、３９負極電極部材、４０通信端子部材、４１固定接点片、４２可動接点片、４３作動子部材、４４押えばね、６０バッテリパック、６１アッパハーフ、６２ロアハーフ、６３充電端子部、６６ロック凹部、６７嵌合凹部

Claims

第１の側面に充電端子部が配置されるとともに対向する第２の側面に被ロック部が設けられたバッテリパックが、上記第１の側面側からケースの主面に凹設したバッテリパック装填部内に装填されるバッテリパック充電装置において、
上記バッテリパック装填部の上記バッテリパックの第１の側面が突き当てられる第１の側面部の内面に配置され、装填された上記バッテリパックの充電端子部が接続される充電用電極部と、
上記バッテリパック装填部の第１の側面部に設けられて装填された上記バッテリパックの第１の側面に設けられている嵌合凹部に嵌合して第１の側面側を保持するストッパ凸部からなる保持部と、
上記バッテリパック装填部の上記第１の側面部と対向する第２の側面部側に位置して上記ケース主面にスライド自在に組み付けられ、装填された上記バッテリパックのロック面に設けられたロック凹部からなる被ロック部と相対係合するロック凸部からなるロック部を有するロック部材と、
基端部に一体に形成された支軸部が上記ケースの内面に形成した軸受けボス部に回動自在に支持され、自由端部が上記バッテリパック装填部の第２の側面部側の底面に形成したガイド口に突出習性を付与されて臨ませられたイジェクト部材を備え、
上記バッテリパックが、上記バッテリパック装填部内に、上記イジェクト部材を押圧して弾性力を蓄勢した状態で上記第１の側面を上記保持部によって保持されるとともに上記第２の側面を上記ロック部材によってロックされて収納され、この状態で上記ロック部材ロック部材がスライド操作されて上記ロック部による上記被ロック部のロック状態が解除されることにより上記イジェクト部材が蓄勢された上記弾性力によって上記バッテリパック装填部の底面から押し上げられることを特徴とするバッテリパック充電装置。
上記イジェクト部材を付勢する弾性部材を備え、上記弾性部材が、上記ケースの内面に形成した取付部に固定される基部と、この基部から一体に突設され上記イジェクト部材の自由端部に当接して上記バッテリパック装填部のガイド口からの突出習性を付与する弾性アーム部とを有する板ばねによって形成され、上記イジェクト部材の押圧により弾性力を上記弾性部材に蓄勢することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック充電装置。
上記イジェクト部材の基端部が上記ケースの支持部に回動自在に支持される構造が、上記イジェクト部材に一体に形成した支軸を上記ケースに一体に形成した軸受け部の略Ｕ字状の軸孔に嵌合してなり、上記支軸を嵌合した上記軸孔の開放部が、上記弾性部材の基部に一体に形成した軸止め部によって閉塞されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリパック充電装置。
上記バッテリパック装填部には、上記第１の側面部側に弾性手段が配置され、上記弾性手段の弾性力が、上記ロック部材をスライド操作して上記イジェクト部材により押し上げられた上記バッテリパックに対して、上記第２の側面部側へと移動させる方向に作用するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック充電装置。
上記バッテリパック装填部には、上記第１の側面部側に配置されて上記バッテリパックの装填検出を行う検出スイッチ手段が配置され、上記検出スイッチ手段が、バッテリパック装填部内への突出習性を付与されるとともに上記バッテリパックの第１の側面部によって押圧して弾性力を付勢した状態でスイッチング動作を行う作動部材を有し、上記作動部材の蓄勢された弾性力が、上記ロック部材をスライド操作して上記イジェクト部材により押し上げられた上記バッテリパックに対して、上記第２の側面部側へと移動させる方向に作用するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック充電装置。
上記バッテリパック装填部の第１の側面部には、切欠き部が形成され、この切欠き部に上記充電用電極部を構成する複数個の充電用電極と上記検出スイッチ手段とを一体化してなる端子ブロック部材が組み付けられることを特徴とする請求項５に記載のバッテリパック充電装置。
上記充電用電極部には、上記バッテリパックの第１の側面に設けられた通信端子と接続可能な通信端子部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック充電装置。