(57)【要約】【課題】充電対象機器を傾けて接触させることなく、充電対象機器の受電端子をクリーニングすることができる充電器を提供する。【解決手段】充電対象機器２の受電端子２ａに接触する充電端子１０を備える充電器１であって、充電端子１０は、ばね部１２と、ばね部１２の一端１２ｐ１に設けられ、受電端子２ａと接触する接触端１３ｐを有する接触片１３と、を備え、接触片１３は、ばね部１２の一端１２ｐ１からばね部１２の中心軸Ｐに沿った方向に設けられ、接触端１３ｐは、ばね部１２の中心軸Ｐからずれた位置で当該中心軸方向から受電端子２ａと接触する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電対象機器の受電端子に接触する充電端子を備える充電器であって、
前記充電端子は、ばね部と、前記ばね部の一端に設けられ、前記受電端子と接触する接触端を有する接触片と、を備え、
前記接触片は、前記ばね部の一端から前記ばね部の中心軸に沿った方向に設けられ、
前記接触端は、前記ばね部の中心軸からずれた位置で当該中心軸方向から前記受電端子と接触する
充電器。
【請求項２】
前記充電端子は、複数組の前記ばね部及び前記接触片を有し、
隣り合う２組の前記ばね部及び前記接触片において、２つの前記接触片の接触端間の距離は、２つの前記ばね部の中心軸間の距離よりも短い
請求項１に記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックや携帯電話機等の充電対象機器を着脱可能に装着して充電を行う充電器において、従来、充電台に設けられたスネークバネを充電端子として利用し、当該充電対象機器の受電端子と接触させて充電を行う構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４５１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の充電器では、スネークバネで充電対象機器の受電端子をクリーニングするためには、スネークバネに対して充電対象機器を傾けて接触させる必要があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、充電対象機器を傾けて接触させることなく、充電対象機器の受電端子をクリーニングすることができる充電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る充電器は、充電対象機器の受電端子に接触する充電端子を備える充電器であって、前記充電端子は、ばね部と、前記ばね部の一端に設けられ、前記受電端子と接触する接触端を有する接触片と、を備え、前記接触片は、前記ばね部の一端から前記ばね部の中心軸に沿った方向に設けられ、前記接触端は、前記ばね部の中心軸からずれた位置で当該中心軸方向から前記受電端子と接触することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、充電対象機器を傾けて接触させることなく、充電対象機器の受電端子をクリーニングすることができる充電器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る充電器１の構成を概念的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る充電端子１０の構成を概念的に示す斜視図である。
【図３】図２の充電端子１０を分解して各構成要素の構成を概念的に示す斜視図である。
【図４】図２の充電端子１０において保持部材１５及び位置決め部材１６を透視して内部構成を概念的に示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係るばね部１２の中心軸等の定義を説明するための概念図である。
【図６】図４の充電端子１０における接触片１３及び固定片１４の配置位置を概念的に示す平面図である。
【図７】本実施形態に係る充電器１の構成による効果を説明するための概念図である。
【図８】本実施形態に係る充電器１の構成による効果を説明するための概念図である。
【図９Ａ】図６の接触片及び固定片の配置位置の変形例を概念的に示す平面図である。
【図９Ｂ】図６の接触片及び固定片の配置位置の変形例を概念的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る充電器について説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、以下の各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【００１０】
本発明者は、例えば、医療用の充電対象機器では、安全性を考慮して受電端子間の絶縁距離を確保するために受電端子の面積を小さくする傾向にあるため、上記特許文献１に示すようなスネークバネであれば、当該面積が小さくなっても、当該受電端子に接触させる充電端子とすることができると考えた。しかしながら、上記特許文献１に示すような充電器では、上述の通り、充電対象機器の受電端子をクリーニングするためには、スネークバネに対して充電対象機器を傾けて接触させる必要があり、傾けないで接触させた場合は、当該クリーニングの効果が低くなるものであった。
【００１１】
これに対し、本発明者は、前記受電端子と接触する充電端子の接触端を有する接触片を、ばね部の一端に設け、かつ、前記接触片を前記ばね部の一端から前記ばね部の中心軸に沿った方向に配置し、更に、前記接触端を前記ばね部の中心軸からずれた位置で当該中心軸方向から前記受電端子と接触するように配置することで、上記懸念を払拭できると考えた。すなわち、当該接触片をこのような位置に配置すれば、当該接触片に対して充電対象機器を傾けないで接触させた場合（当該ばね部の中心軸に略平行な方向から充電対象機器の受電端子を当該接触片の接触端に接触させた場合）でも、ばね部の弾性によって当該接触端が当該中心軸と交差する方向に移動し、当該受電端子のクリーニングが行われることを見出した。
【００１２】
以下に、本実施形態に係る充電器１の構成について、具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る充電器１の構成を概念的に示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、充電器１は、充電対象機器２を充電する装置であり、充電端子１０と、充電端子１０を収容するケース２０と、コンセント（図示せず）に接続されるプラグ３０とを備えている。ケース２０には、充電対象機器２が挿入される凹部２０Ａが形成されており、当該凹部２０Ａに充電対象機器２が挿入されると、充電端子１０が充電対象機器２の受電端子２ａに接触して充電対象機器２を充電する構成となっている。ここで、充電端子１０は、同図の上下方向（Ｚ軸方向）で受電端子２ａと接触する。
【００１４】
なお、充電対象機器２は、二次電池を搭載した携帯電話機やスマートフォンなどの機器である。特に、充電器１は、小型の充電対象機器２の充電に適した構成となっている。
【００１５】
次に、充電端子１０の構成について、詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る充電端子１０の構成を概念的に示す斜視図である。また、図３は、図２の充電端子１０を分解して各構成要素の構成を概念的に示す斜視図である。また、図４は、図２の充電端子１０において保持部材１５及び位置決め部材１６を透視して内部構成を概念的に示す斜視図である。
【００１６】
これらの図に示すように、充電端子１０は、基板１１と、コイル状のばね部１２と、ばね部１２の一端（上端）１２ｐ１に設けられた（当該一端１２ｐ１から略直線状に延設された）接触片１３と、ばね部１２の他方の一端（下端）１２ｐ２に設けられた（当該他方の一端１２ｐ２から略直線状に延設された）固定片１４と、保持部材１５と、位置決め部材１６とを備えている。ここで、ばね部１２と接触片１３と固定片１４とは一体に形成（１本の線状部材を加工して形成）されており、基板１１に固定され、保持部材１５に保持され、また、位置決め部材１６で位置決めされている。具体的には、固定片１４が基板１１の貫通孔１１ａに挿入されて半田付け等で基板１１に電気的に導通して固定され、ばね部１２が保持部材１５の孔１５ａに挿入されて保持され、接触片１３が位置決め部材１６の貫通孔１６ａに挿入されて位置決めされている。また、保持部材１５は、突起１５ｂが基板１１の貫通孔１１ｂに挿入されて固定されている。
【００１７】
なお、基板１１は、電子部品が搭載されたプリント基板（ＰＣＢ）であり、プラグ３０から受電した電力を調整し、固定片１４及びばね部１２を介して接触片１３に送ることで、充電対象機器２を充電することができる。
【００１８】
ここで、接触片１３は、コイル状（具体的には円形状に渦巻いた螺旋形状）のばね部１２の一端１２ｐ１に設けられ、受電端子２ａと接触する接触端１３ｐを有し、かつ、前記ばね部１２の一端１２ｐ１から前記ばね部１２の中心軸（後述）に沿った方向に配置され、更に、接触端１３ｐが前記ばね部１２の中心軸からずれた位置で前記受電端子２ａと接触する棒状部位である。具体的には、接触端１３ｐは、接触片１３の当該中心軸に沿った方向における先端部分である。より具体的には、接触片１３及び接触端１３ｐは、前記ばね部１２の一端１２ｐ１から前記ばね部１２の中心軸に沿った方向に配置され、かつ、前記ばね部１２の中心軸からずれた位置で前記接触端１３ｐが当該中心軸方向から前記受電端子２ａと接触する。本実施形態では、受電端子２ａと接触する部分が尖るのを避けるために、接触片１３は、接触端１３ｐで折り曲げられて構成されている。
【００１９】
図５は、本実施形態に係るばね部１２の中心軸等の定義を説明するための概念図である。
【００２０】
上記にいうばね部１２の中心軸とは、ばね部１２、接触片１３及び固定片１４が基板１１に固定されておらず、保持部材１５にも保持されておらず、また、位置決め部材１６で位置決めもされていない状態（基板１１に固定され、保持部材１５に保持され、また、位置決め部材１６で位置決めされている場合は、それらをすべて外した状態）であって、図５（Ａ−２）、（Ｂ−２）、（Ｃ−２）に示すように、ばね部１２を同図上方（Ｚ軸のプラス方向）から同図下方（Ｚ軸のマイナス方向：図中α方向）に見た円形状に渦巻いた螺旋形状のばね部１２の同図上方（Ｚ軸のプラス方向）の最上方円形部１２ｕの内周円の中心を通る軸Ｐ（図５（Ａ−１）、（Ｂ−１）、（Ｃ−１）参照）であることをいう。より具体的には、当該中心軸は、ばね部１２の最上方円形部１２ｕの内周円の中心を通り、かつ、ばね部１２の延設方向に延びる仮想的な軸（すなわち、前記最上方円形部１２ｕの内周円の中心及び前記最上方円形部１２ｕの同図下方（Ｚ軸のマイナス方向：図中α方向）の複数の円形部１２ｕ１・・・の各々の内周円の中心を通る線で構成される軸）であることをいう。
【００２１】
なお、ばね部１２を上方（Ｚ軸方向）から見た（映像化した）場合にばね部１２（最上方円形部１２ｕや複数の円形部１２ｕ１・・・）の内周円が楕円である場合は、当該楕円の長軸と短軸の交点を中心軸Ｐとすればよい。
【００２２】
また、「ばね部１２の中心軸に沿った方向」とは、当該仮想的な軸の延びる方向であり、かつ、当該方向に略平行な方向であることをいう。なお、ここでいう「略平行な方向」とは、本願発明の要旨を逸脱しない範囲（前記接触端１３ｐが前記ばね部１２の中心軸Ｐからずれた位置で前記受電端子２ａと接触する、具体的には、接触片１３及び接触端１３ｐが、前記ばね部１２の中心軸Ｐからずれた位置で前記接触端１３ｐが前記受電端子２ａと接触する範囲）で平行であり、好ましくは、本願発明の要旨を逸脱しない範囲（同上）であり、かつ、ばね部１２を同図上方（Ｚ軸のプラス方向）から同図下方（Ｚ軸のマイナス方向：図中α方向）に見た（映像化した）場合（図５（Ａ−１）、（Ｂ−１）、（Ｃ−１）参照）のばね部１２の中心軸Ｐと接触片１３の延設方向端部である接触端１３ｐの当該映像化した楕円形状の中心点（当該楕円形状の長軸と短軸の交点）１３ｐ１とを直線で結んだ距離Ｒ１（ｍｍ）と前記ばね部１２の最上方円形部１２ｕの内周円部分の半径Ｒ２（ｍｍ）との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．４以上１．６以下（充電器の設計容易性という観点から好ましくは０．６以上１．４以下、更に好ましくは０．８以上１．２以下）である（図５参照）。具体的には、Ｒ１／Ｒ２は、図５（Ａ−１）に示すように、製造誤差（３％）の範囲で同じ場合（０．９７以上１．０３以下）、図５（Ｂ−１）に示すように、Ｒ１＞Ｒ２である場合、図５（Ｃ−１）に示すように、Ｒ１＜Ｒ２である場合であって、上記範囲内（０．４以上１．６以下、好ましくは０．６以上１．４以下、更に好ましくは０．８以上１．２以下）であることが好ましい。
【００２３】
また、「ばね部１２の中心軸からずれた位置」とは、ばね部１２の内周円の中心軸Ｐ上とは異なる位置、つまり、接触片１３は、ばね部１２の内周円の中心軸Ｐの延長線上には配置されていないことをいう。
【００２４】
ここで、従来の充電器では、受電端子２ａのクリーニングを行うために、ばね部１２の中心軸Ｐから傾けて受電端子２ａを接触端１３ｐに接触させる必要があった。これに対し、本実施形態に係る充電器１は、接触片１３が、前記ばね部１２の一端１２ｐ１から前記ばね部１２の中心軸Ｐに沿った方向に設けられ、前記接触端１３ｐは、前記ばね部１２の中心軸Ｐからずれた位置で前記受電端子２ａと接触するため、充電対象機器２を傾けないで、当該中心軸Ｐと平行な方向で受電端子２ａを接触端１３ｐに接触させても、ばね部１２の弾性によって接触片１３が当該中心軸Ｐと交差する方向に移動し、受電端子２ａのクリーニングが行われる。
【００２５】
よって充電対象機器２を傾けて接触させることなく、充電対象機器２の受電端子２ａをクリーニングすることができる。
【００２６】
次に、この充電端子１０の構成について、さらに具体的に説明する。図６は、図４の充電端子１０における接触片１３及び固定片１４の配置位置を概念的に示す平面図である。また、図７及び図８は、本実施形態に係る充電器１の構成による効果を説明するための概念図である。具体的には、図７の（ａ）は、充電端子１０の接触片１３に、充電対象機器２の受電端子２ａが接触した状態を示す側面図である。また、図７の（ｂ）は、受電端子２ａをＺ軸方向マイナス側に押し込んだ（充電対象機器２を充電器１に取り付けた）場合に、接触片１３が移動した状態を示す側面図である。また、図７の（ｃ）は、受電端子２ａをＺ軸方向プラス側に戻した（充電対象機器２を充電器１から取り外した）場合に、接触片１３が移動した状態を示す側面図である。また、図８は、図７の（ｃ）における接触片１３の移動方向を示す平面図である。
【００２７】
図６に示すように、充電端子１０は、複数組のばね部１２及び接触片１３を有している。本実施形態では、充電端子１０は、３組のばね部１２ａ〜１２ｃ及び接触片１３ａ〜１３ｃを有している。また、充電端子１０は、各々のばね部１２（１２ａ〜１２ｃ）に対して、ばね部１２の他端を基板１１に固定する固定片１４（１４ａ〜１４ｃ）を有している。
【００２８】
また、図６では、接触片１３ａから１３ｃは、図５（Ａ−１）の位置（Ｒ１／Ｒ２が製造誤差（３％）の範囲で同じ位置（０．９７以上１．０３以下））に配置されている。
【００２９】
この構成によって、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ばね部１２の中心軸Ｐと交差する方向への接触片１３の移動量が最大となる構成とすることができる。これにより、接触端１３ｐにより受電端子２ａを広範囲にクリーニングすることができる。
【００３０】
また、充電端子１０は、複数組の前記ばね部１２及び前記接触片１３を有し、隣り合う２つのばね部１２を同図上方（Ｚ軸のプラス方向）から同図下方（Ｚ軸のマイナス方向：図４中α方向）に見た（映像化した）平面において、前記２組のばね部１２及び接触片１３における２つの接触片１３の接触端１３ｐ間の距離は、２つのばね部１２の中心軸Ｐ間の距離よりも短くなる位置に配置されている。つまり、隣り合う２つの接触端１３ｐは、前記２つのばね部１２の中心軸Ｐ間の距離よりも短い距離になる位置に配置されている。
【００３１】
具体的には、図６に示すように、接触片１３ｂは、ばね部１２ｂの中心軸Ｐｂを通りＹ軸方向に平行な直線Ｌｂ１に対する、中心軸Ｐｂと接触片１３ｂとを通る直線Ｌｂ２のなす角θｂが４５°となる位置に配置されている。同様に、接触片１３ｃは、ばね部１２ｃの中心軸Ｐｃを通りＹ軸方向に平行な直線Ｌｃ１に対する、中心軸Ｐｃと接触片１３ｃとを通る直線Ｌｃ２のなす角θｃが４５°となる位置に配置されている。これにより、接触片１３ａと接触片１３ｂとの距離ｌａｂ２は、中心軸Ｐａと中心軸Ｐｂとの距離ｌａｂ１よりも短く、また、接触片１３ａと接触片１３ｃとの距離ｌａｃ２は、中心軸Ｐａと中心軸Ｐｃとの距離ｌａｃ１よりも短くなっている。
【００３２】
このように、接触片間の距離を短くすることができるため、小型の充電対象機器２、または受電端子２ａ間の距離が小さい充電対象機器２に対応できる。特に、本実施形態では、上記のなす角θｂ及びθｃを４５°とすることで、接触片同士のＸ軸方向の距離を短くし、かつ、接触片がＸ軸方向に並ぶように配置してもばね部１２のＹ軸方向の距離が離れないようにしている。
【００３３】
なお、上記のなす角θｂ及びθｃは、４５°には限定されず、９０°より小さい角度であればよい。例えば、接触片１３がＸ軸方向に並ばなくてもよいのであれば、接触片１３ｂを、接触片１３ａと中心軸Ｐｂとを通る直線上に配置することで、接触片１３ａと接触片１３ｂとの距離を最短にすることができる。接触片１３ｃについても同様である。
【００３４】
固定片１４は、図６に示すように、ばね部１２の基端部であって、ばね部１２の中心軸Ｐに平行な方向から見て、当該中心軸に対して接触片１３と反対側、つまり、接触片１３と対向する位置（接触片１３と対称な位置）に配置されている。言い換えれば、固定片１４は、ばね部１２のうちで、接触片１３と最も遠い位置に配置されている。なお、固定片１４の位置として、上記の位置からの多少のずれは許容される。
【００３５】
このような構成により、中心軸Ｐａ〜Ｐｃに平行な方向（Ｚ軸方向）から見て、接触片１３ａ及び固定片１４ａを通る直線Ｌａと、接触片１３ｂ及び固定片１４ｂを通る直線Ｌｂ２との間隔が、接触片１３ａ、１３ｂから固定片１４ａ、１４ｂに向けて広がっている。同様に、Ｚ軸方向から見て、直線Ｌａと、接触片１３ｃ及び固定片１４ｃを通る直線Ｌｃ２との間隔が、接触片１３ａ、１３ｃから固定片１４ａ、１４ｃに向けて広がっている。
【００３６】
この構成によって、図７の（ｃ）及び図８に示すように、ばね部１２の弾性によって接触片１３が固定片１４の向きに移動するため、２つの接触片１３は、距離が広がるように移動する。つまり、接触片１３が受電端子２ａに押されて固定片１４から離れる方向に移動（図７の（ｂ））しても、受電端子２ａが取り外されると、ばね部１２の弾性によって接触片１３が固定片１４の向きに移動する（図７の（ｃ））。この際、接触片１３ａ〜１３ｃのそれぞれには、接触片１３ａ〜１３ｃ同士が離れる向きの力Ｆａ〜Ｆｃがかかる（図８）。これにより、接触片またはばね部同士が接触（短絡）するのを抑制することができる。
【００３７】
なお、接触片１３及び固定片１４の位置は、図６に示した位置には限定されない。図９Ａ及び図９Ｂは、図６の接触片１３及び固定部１４の配置位置の変形例を概念的に示す平面図である。
【００３８】
まず、図９Ａに示すように、直線Ｌｂ１と直線Ｌｂ２とのなす角θｂ、及び、直線Ｌｃ１と直線Ｌｃ２とのなす角θｃが、９０°となっている。この場合でも、距離ｌａｂ２は距離ｌａｂ１よりも短く、また、距離ｌａｃ２は距離ｌａｃ１よりも短くなっている。また、接触片１３をＸ軸方向に並ぶように配置することで、図６に示した形態よりも、小型の充電対象機器２、または受電端子２ａ間の距離が小さい充電対象機器２に対応できる。
【００３９】
また、図９Ｂに示すように、接触片１３ｂ及び１３ｃが接触片１３ａの配置位置と反対の位置に配置される構成においても、距離ｌａｂ２は距離ｌａｂ１よりも短く、また、距離ｌａｃ２は距離ｌａｃ１よりも短くなっている。また、接触片１３をＸ軸方向に並ぶように配置することで、Ｙ軸方向においてばね部１２ｂとばね部１２ｃとをばね部１２ａに近付けることができるため、充電端子１０のＹ軸方向の間隔を小さくすることができる。
【００４０】
また、上記実施形態及びその変形例において、充電端子１０は、３組のばね部１２及び接触片１３を有していることとしたが、充電端子１０は、何組のばね部１２及び接触片１３を有していてもかまわない。または、充電端子１０は、１組のばね部１２及び接触片１３しか有していなくてもかまわない。
【００４１】
また、ばね部１２は、円形状に渦巻いた螺旋形状であることとしたが、三角や四角などの角形状に渦巻いたものや、その他の形状に渦巻いたものであることにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  充電器
２  充電対象機器
２ａ  受電端子
１０  充電端子
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  ばね部
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  接触片
１３ｐ  接触端
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  固定片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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