JP5176955B2 - 電子機器及びコネクタの嵌合方法 - Google Patents
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Description
この携帯電話機1は、たとえば折り畳み型の筐体を有し、図6に示すように、ユニット2と、ユニット3と、ヒンジ部4とを備えている。ユニット2は、前面に表示部5及びレシーバ6を備えている。ユニット3は、前面にマイク7及び操作キー8a,8b、及び端面にコネクタ9を備え、内部には、図示しない制御部及び充電式電池を備えている。そして、ユニット2の前面とユニット3の前面とが向かい合う態様でユニット2とユニット3とがヒンジ部4を介して折り畳まれるように構成されている。
図9に示すように、充電開始直後の予備充電期間T1では、充電回路21の制御により、バッテリ22の予備充電が行われ、バッテリ22の電圧値(電池電圧)eと時間の関係が監視されて異常の有無が確認される。電圧値eが規定値を満たし、正常であれば、急速充電期間T2に移行する。急速充電期間T2では、約1000mAの充電電流ICHGがバッテリ22に供給されて定電流駆動が行われ、充電電圧を4.2V付近まで急速に持ち上げて充電が行われる。この後、電圧値eが定格値の4.2Vの近傍になったとき、トリクル充電期間T3に移行する。トリクル充電期間T3では、ACアダプタ10とバッテリ22との電圧差に応じた充電電流ICHGがバッテリ22に供給されて定電圧駆動が行われ、この電圧差が徐々に少なくなると共に、充電電流も少なくなっていく。F点において電圧差がなくなったとき、充電完了となる。このときの充電電流値は、ゼロである。
文献1に記載された携帯端末機器のコネクタ構造では、コネクタ本体に電磁石が取り付けられていると共に、コネクタ接続口にこの電磁石に吸着される金属片が取り付けられている。そして、スイッチ回路により、携帯端末機器本体から出力される制御信号に基づいて電磁石への通電/非通電が切り替えられる。
図7に示す携帯電話機1では、プラグ13の鉄金属爪13aがコネクタ9の金属爪受け切掛け9bに嵌ることにより、コネクタ9とプラグ13とが嵌合される。また、金属爪リリースフック13bを摘むことにより、鉄金属爪13aが金属爪受け切掛け9bから開放され、コネクタ9からプラグ13が抜かれる。このとき、プラグ13を抜く操作を正しく行わないと、鉄金属爪13aが金属爪受け切掛け9bから開放されず、固定されたままとなる。このため、さらにプラグ13に無理に力を入れて抜こうとする“こじり”動作を伴い、コネクタ9及びプラグ13を破損してしまうという問題点がある。この対策として、プラグ13や注意事項表示札14に金属爪リリースフック13bの操作に対する注意事項が表示されているが、抜本的な対策にはならない。特に、海外では、金属爪リリースフック13bの操作が日本国内の習慣と異なる場合が多いため、プラグ13を抜く操作時に、コネクタ9又はプラグ13を破損することが多い。
この携帯電話機30は、電源部(電子回路)31、電磁石32及びコネクタ(外部機器接続用コネクタ)33を有している。電源部31は、充電回路34と、バッテリ35(充電式電池)とを備えている。電磁石は、コネクタ33と電源部31との間に直列に電気的に接続されている。また、携帯電話機30には、プラグ(電源供給用コネクタ)40を介してACアダプタ41(外部機器、充電用電源装置)が接続されている。ACアダプタ41は、携帯電話機30に対する電源の供給機能を有している。コネクタ33は、ACアダプタ41から電源の供給を受けるためのものである。そして、ACアダプタ41から、プラグ40の+側端子VCHG及びグラウンド側端子GND、携帯電話機30のコネクタ33及び電磁石32のコイル32bを介して携帯電話機30の電源部31に電源が供給されるようになっている。
携帯電話機30では、電磁石32が、ACアダプタ41から供給される電源電流が流れることにより磁力を発生し、ACアダプタ41のプラグ40の鉄金属部40aが吸引されることにより、プラグ40とコネクタ33との嵌合状態が保持される。
B=μ・N・ICHG ・・・(1)
ただし、
μ;透磁率
N;コイル32bの巻き数
ICHG;充電電流値
μ=μ0 ・μs
μ0 ;真空の透磁率
μs ;比透磁率
この式(1)により、磁力Bがコイル32bの巻き数、充電電流ICHGの大きさに比例することが分かる。
携帯電話機30Aでは、図1中の電源部31及びコネクタ33に代えて、異なる構成の電源部(電子回路)31A及びコネクタ(外部機器接続用コネクタ)33Aが設けられている。コネクタ33Aは、USB(Universal Serial Bus)規格に準拠している。コネクタ33Aには、電磁石32が隣接して配置されている。また、コネクタ33Aには、USB規格に準拠したプラグ50を介して、外部機器であるパーソナルコンピュータ(PC、パソコン)51が接続されている。プラグ(電源供給用コネクタ)50は、コネクタ33Aとの図示しない嵌合部が鉄金属で構成されている。コネクタ33Aは、パソコン51から電源の供給を受けるためのものである。そして、パソコン51からプラグ50の+側端子VBUS及びグラウンド側端子GND、携帯電話機30Aのコネクタ33A及び電磁石32のコイル32bを介して携帯電話機30Aの電源部31Aに電源電流IVBUSが供給されるようになっている。この電源は、USB規格の仕様に基づき、電圧が5V、及び供給電流が100mA又は500mAである。電源部31Aは、USB回路36を有している。USB回路36は、供給された電源により動作し、プラグ50の端子D+,D−を介してパソコン51との間で所定のデータ通信を行う。他は、図1と同様の構成である。
たとえば、図5に示すように、電磁石32は、図2中の鉄芯32aに代えて、鉄金属ケース33aの周囲にコイル32bを巻回することにより構成しても良い。これにより、鉄金属ケース33aの内部に磁束が発生し、プラグ40との嵌合状態がより確実になる。また、上記実施例では、電子機器が携帯電話機であるが、たとえば、PDA(Personal Digital Assistants )などでも良い。また、コネクタ33の鉄金属ケース33aは、嵌合されたプラグ40が電磁石32により吸引される構成となっていれば良い。すなわち、鉄金属ケース33aの素材は磁性体であればよく、図5の変形例を除き、たとえばプラスチックなどの素材で構成しても良い。また、携帯電話機の筐体は、折り畳み型に限らず、たとえば、スライド型やストレート型でも良い。
Claims (10)
- 電源の供給機能を有する外部機器の電源供給用コネクタに接続され、前記外部機器から電源の供給を受けるための外部機器接続用コネクタと、
前記外部機器から前記外部機器接続用コネクタを経て供給された電源により所定の動作を行う電子回路と、
前記外部機器接続用コネクタに設けられると共に前記外部機器接続用コネクタと前記電子回路との間に電気的に接続され、前記外部機器から供給される電源電流が流れることにより磁力を発生し、前記電源供給用コネクタの磁性体で形成された所定の部位を吸引することにより、前記外部機器接続用コネクタと前記電源供給用コネクタとの嵌合状態を保持する電磁石と
を備え、さらに、前記電子回路は、急速充電およびトリクル充電を含む各充電方式に応じて前記電磁石に流れる前記電源電流の値を異ならせるように制御することを特徴とする電子機器。 - 前記電子回路は、充電式電池と、前記充電式電池を充電するための充電回路とを備え、
前記外部機器は、前記充電式電池を充電するための電源の供給機能を有する充電用電源装置であり、
前記充電回路は、前記充電用電源装置から前記外部機器接続用コネクタを経て電源の供給を受けて前記充電式電池を充電するとき、電源と前記充電式電池との電圧差が所定値以上となる急速充電期間では、前記電磁石を所定の電流値の充電電流で定電流駆動して、前記電源供給用コネクタと前記外部機器接続用コネクタとの嵌合状態を一定に保持し、電圧差が所定値よりも小さくなるトリクル充電期間では、前記電磁石を電圧差に対応した電流値の充電電流で駆動して前記電源供給用コネクタと前記外部機器接続用コネクタとの嵌合状態を漸次弱め、電圧差がなくなる充電終了時には、充電電流の供給を停止して嵌合状態を解除するようになされていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 前記電磁石は、前記外部機器接続用コネクタに付随して設けられていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記電磁石は、前記外部機器接続用コネクタの近傍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。
- 前記電磁石は、前記外部機器接続用コネクタと前記電源供給用コネクタとが嵌合されたときに前記電源供給用コネクタの磁性体で形成された所定の部位と対向する前記外部機器接続用コネクタ上の位置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。
- 前記外部機器接続用コネクタは、前記電源供給用コネクタと嵌合する磁性体ケースを備え、
前記電磁石は、前記磁性体ケースの周囲に巻回され、前記外部機器から供給される電源電流が流れるコイルを備えることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 前記外部機器接続用コネクタは、USB規格に準拠して構成されていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 電源の供給機能を有する外部機器の電源供給用コネクタを、前記外部機器から電源の供給を受ける電子機器の外部機器接続用コネクタに嵌合するステップと、
二つのコネクタを嵌合して前記外部機器から前記電子機器の電子回路に電源電流が流れることにより、前記外部機器接続用コネクタに設けられると共に前記外部機器接続用コネクタと前記電子回路との間に電気的に接続された電磁石が磁力を発生し、前記電源供給用コネクタの磁性体で形成された所定の部位を吸引して、前記外部機器接続用コネクタと前記電源供給用コネクタとの嵌合状態を保持するステップと
を備え、さらに、急速充電およびトリクル充電を含む各充電方式に応じて前記電磁石に流れる前記電源電流の値を異ならせるように制御するステップを備えることを特徴とするコネクタの嵌合方法。 - 制御するステップは、
電源と前記電子回路の充電式電池との電圧差が所定値以上となる急速充電期間において、前記電磁石を所定の電流値の充電電流で定電流駆動して、前記電源供給用コネクタと前記外部機器接続用コネクタとの嵌合状態を一定に保持するステップと、
電圧差が所定値よりも小さくなるトリクル充電期間において、前記電磁石を電圧差に対応した電流値の充電電流で駆動して、前記電源供給用コネクタと前記外部機器接続用コネクタとの嵌合状態を漸次弱めるステップと
を備えることを特徴とする請求項8記載のコネクタの嵌合方法。 - 電圧差がなくなる充電終了時において、前記電磁石に充電電流の供給を停止して嵌合状態を解除するステップをさらに備えることを特徴とする請求項9記載のコネクタの嵌合方法。
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