(57)【要約】【課題】従来の接触式充電端子を有する機器における、充電端子同士の機械的な摺動を用いたクリーニング方式では、場合によっては充電端子に付着した絶縁性の異物を除去しきれず、充電端子間の電気的な接合が阻害され充電不能となることがあった。【解決手段】充電電池に電力を供給する充電用電源回路１１１と、インダクタンス値の大きなクリーニング用インダクタ１２２とを有し、クリーニング用インダクタ１２２を充電電池と充電用電源回路１１１との間に接続し、充電電池と充電用電源回路１１１とを接続する子機充電端子と親機充電端子１０４との間にスパーク放電を発生させることにより、機械的なクリーニングだけでは不充分になることがあった異物の除去を、電気的に確実に行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、
前記充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、前記子機充電端子と接触することによって前記充電電池と前記充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタとを有する親機と
で構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器の電気的クリーニング方法であって、
前記充電用電源回路と前記親機充電端子との間に接続した前記クリーニング用インダクタが、前記親機充電端子と前記子機充電端子との間にスパーク放電を発生させる
ことを特徴とする接触式充電端子の電気的クリーニング方法。
【請求項２】
充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、
前記充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、前記子機充電端子と接触することによって前記充電電池と前記充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタと、ノイズ除去用インダクタと、回路を電気的に切断する切断手段とを有し、前記クリーニング用インダクタと前記ノイズ除去用インダクタとが、前記充電電池と前記充電用電源回路との間に並列に接続する親機とで構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器の電気的クリーニング方法であって、
前記ノイズ除去用インダクタが切断手段により回路から切断され、
前記充電用電源回路と前記親機充電端子との間に接続した前記クリーニング用インダクタが、前記親機充電端子との前記子機充電端子と間にスパーク放電を発生させる
ことを特徴とする接触式充電端子の電気的クリーニング方法。
【請求項３】
充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、
前記充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、前記子機充電端子と接触することによって前記充電電池と前記充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタと、ノイズ除去用インダクタと、回路を電気的に切断する切断手段とを有し、前記クリーニング用インダクタと前記ノイズ除去用インダクタとが、前記充電電池と前記充電用電源回路との間に並列に接続する親機とで構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器であって、
前記ノイズ除去用インダクタが切断手段により回路から切断され、
前記充電用電源回路と前記親機充電端子との間に接続した前記クリーニング用インダクタが、前記親機充電端子と前記子機充電端子との間にスパーク放電を発生させる
ことを特徴とする接触式充電端子を有する機器。
【請求項４】
前記ノイズ除去用インダクタが切断手段により回路から切断され、
前記親機充電端子に前記子機充電端子が接触または離脱する際に、
前記充電用電源回路と前記親機充電端子との間に接続した前記クリーニング用インダクタが、前記親機充電端子と前記子機充電端子との間にスパーク放電を発生させる
ことを特徴とする請求項３に記載の接触式充電端子を有する機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触式充電端子の電気的クリーニング方法及び接触式充電端子を有する機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、接触式充電端子を有する機器における充電端子のクリーニング方法としては、充電端子同士の機械的な摺動によるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
以下、代表的な事例としてコードレス電話機を用いて図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図２は、従来の機械的なクリーニング方式を示したものであり、図２（ａ）は、従来の機械的なクリーニング方式における、子機充電端子と親機充電端子との接触開始状態を示す断面図、図２（ｂ）は、従来の機械的なクリーニング方式における、子機充電端子と親機充電端子との接触完了状態を示す断面図、図２（ｃ）は、従来の機械的なクリーニング方式における、子機充電端子と親機充電端子との接触状態を示す断面図の拡大図である。図２において、１０１はコードレス電話機の子機、１０２はコードレス電話機の親機、１０３は子機１０１に設けられた充電端子である子機充電端子、１０４は親機１０２に設けられた充電端子である親機充電端子、１０５は親機１０２に設けられた子機載置部である。
【０００５】
従来の接触式充電端子を有するコードレス電話機において、子機１０１が親機１０２に設けられた子機載置部１０５に置かれると、子機充電端子１０３と親機充電端子１０４が接触するように構成されている。子機充電端子１０３は金属で構成され、親機充電端子１０４は薄い板ばね状の金属で構成される。
【０００６】
子機１０１が親機１０２に設けられた子機載置部１０５に置かれる時、図２（ａ）に示すように、子機充電端子１０３は親機充電端子１０４と接触する。子機充電端子１０３は弾性を有する親機充電端子１０４を撓ませながら子機１０１が置かれる動作の最終状態へと移行する。この最終状態が、図２（ｂ）に示す接触完了状態である。図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態へと移行していく間、子機充電端子１０３と親機充電端子１０４とは、子機１０１の重量と親機充電端子１０４の持つ弾性による反発力とがバランスすることにより、接触状態を保ったまま滑り接触動作を行う。つまり、子機１０１が親機１０２に設けられた子機載置部１０５に置かれる度に、図２（ｃ）に示す接触開始位置から接触完了位置まで子機充電端子１０３と親機充電端子１０４が摺動し、子機充電端子１０３と親機充電端子１０４の表面に付着した異物を剥離、除去するしくみとなっている。なお、子機１０１が親機１０２から離脱する際にも同様に、図２（ｃ）に示す接触完了位置から子機充電端子１０３と親機充電端子１０４とが完全に離れる位置まで、これら充電端子同士が摺動し、表面に付着した異物の剥離、除去を行う。
【０００７】
このように、従来の機械的なクリーニング方式は、充電端子同士の摺動を利用し、付着した異物を機械的に除去しようとするものである。
【０００８】
図３は、従来の接触式充電回路の模式図である。図３において、１０４はコードレス電話機の親機に設けられた充電端子である親機充電端子、１１１は充電用電源回路、１２１は親機充電端子１０４と充電用電源回路１１１との間に設けられたインダクタンス値の小さなノイズ除去用インダクタである。
【０００９】
充電回路は親機に内蔵されており、コードレス電話機の子機１０１に設けられた充電電池（図示せず）を充電するための直流電流を親機充電端子１０４を介して出力する。この中で充電用電源回路１１１は、電源から供給される交流電流を充電電池を充電する直流電流に変換する。また、ノイズ除去用インダクタ１２１は充電用電源回路１１１から供給される充電電流の交流成分を除去する。
【００１０】
図３に示すように、従来の充電回路は充電用電源回路１１１に親機充電端子１０４が接続されており、親機充電端子１０４に子機充電端子１０３が接触することにより、親機１０２から子機１０１への充電が行われる構成となっていた。充電用電源回路１１１から親機充電端子１０４までの間には、ノイズ除去用インダクタ１２１が設けられているが、これは前述したように充電用電源回路１１１から供給される充電電流の交流成分を除去するためのものであり、充電端子のクリーニングのために設けられたものではない。つまり充電端子のクリーニング効果に関しては、電気的には全く考慮されておらず、単純に機械的な充電端子同士の摺動によるクリーニング効果を期待するのみであった。
【００１１】
【特許文献１】
実開平２−２１８３４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、子機が親機に設けられた子機載置部に着脱する際の、充電端子同士の機械的な摺動によるクリーニング効果を利用するものであるために、充電端子に付着した異物の種類や、親機に設けられた子機載置部への子機の着脱の状況によっては、クリーニング効果が期待した程は発揮されず、充電端子に付着した絶縁性の異物が充電端子間の電気的な接合を阻害し、充電する目的に対し不満足な状態が発生することがあった。また、上記のような、クリーニングの不充分な状態が続くと、除去しきれない異物が徐々に堆積していき、充電不能な状況が判明した時点では、異物等がすでに固化し充電端子のクリーニングが極めて困難になっている場合があり、当該機器破損の原因の一つとなっていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の接触式充電端子の電気的クリーニング方法は、充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、子機充電端子と接触することによって充電電池と充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタとを有する親機とで構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器の電気的クリーニング方法であって、充電用電源回路と親機充電端子との間に接続したクリーニング用インダクタが、親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電を発生させる。
【００１４】
この構成により、機械的なクリーニングだけでは不充分になることがあった異物の除去を、電気的に確実に行うことができる接触式充電端子の電気的クリーニング方法が得られる。
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の接触式充電端子を有する機器は、充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、子機充電端子と接触することによって充電電池と充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタと、ノイズ除去用インダクタと、回路を電気的に切断する切断手段とを有し、クリーニング用インダクタとノイズ除去用インダクタとが、充電電池と充電用電源回路との間に並列に接続する親機とで構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器であって、ノイズ除去用インダクタが切断手段により回路から切断され、充電用電源回路と親機充電端子との間に接続したクリーニング用インダクタが、親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電を発生させる。
【００１６】
この構成により、充電機能と電気的クリーニングの機能を果たす接触式充電端子を有する機器が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の接触式充電端子の電気的クリーニング方法は、充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、子機充電端子と接触することによって充電電池と充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタとを有する親機とで構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器の電気的クリーニング方法であって、充電用電源回路と親機充電端子との間に接続したクリーニング用インダクタが、親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電を発生させることを特徴とするものであり、充電端子に付着した異物を電気的に除去する作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の接触式充電端子の電気的クリーニング方法は、充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、子機充電端子と接触することによって充電電池と充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタと、ノイズ除去用インダクタと、回路を電気的に切断する切断手段とを有し、クリーニング用インダクタとノイズ除去用インダクタとが、充電電池と充電用電源回路との間に並列に接続する親機とで構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器の電気的クリーニング方法であって、ノイズ除去用インダクタが切断手段により回路から切断され、充電用電源回路と親機充電端子との間に接続したクリーニング用インダクタが、親機充電端子との子機充電端子と間にスパーク放電を発生させることを特徴とするものであり、ノイズ除去用インダクタを回路に接続するか切断するかによって、充電状態とクリーニング待機状態を切替える作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の接触式充電端子を有する機器は、充電電池と、子機充電端子とを有する子機と、充電電池に電力を供給する充電用電源回路と、子機充電端子と接触することによって充電電池と充電用電源回路とを接続する親機充電端子と、クリーニング用インダクタと、ノイズ除去用インダクタと、回路を電気的に切断する切断手段とを有し、クリーニング用インダクタとノイズ除去用インダクタとが、充電電池と充電用電源回路との間に並列に接続する親機とで構成される、子機を親機から離脱して使用可能な充電機器であって、ノイズ除去用インダクタが切断手段により回路から切断され、充電用電源回路と親機充電端子との間に接続したクリーニング用インダクタが、親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電を発生させることを特徴とするものであり、充電機能と電気的クリーニングの機能を共に果たす作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の接触式充電端子を有する機器は、本発明の請求項３に記載の接触式充電端子を有する機器において、ノイズ除去用インダクタが切断手段により回路から切断され、親機充電端子に子機充電端子が接触または離脱する際に、充電用電源回路と親機充電端子との間に接続したクリーニング用インダクタが、親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電を発生させることを特徴とするものであり、子機を親機に設けられた子機載置部へ着脱する動作に伴い充電端子が電気的にクリーニングされる作用を有する。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、代表的な事例としてコードレス電話機を用いて図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のクリーニング方式における接触式充電回路の模式図である。接触式充電回路は親機に内蔵されており、コードレス電話機の子機に設けられた充電電池を充電するための直流電流を出力する。
【００２３】
図１において、１０４はコードレス電話機の親機に設けられた充電端子である親機充電端子、１１１は電源から供給される交流電流を充電電池を充電する直流電流に変換する充電用電源回路（起電力Ｖ）である。また、１１２は回路切替リレー接点、１２１はインダクタンス値の小さなノイズ除去用インダクタであり、回路切替リレー接点１１２とノイズ除去用インダクタ１２１は共に、親機充電端子１０４と充電用電源回路１１１との間に設けられている。ノイズ除去用インダクタ１２１は充電用電源回路１１１から供給される充電電流の交流成分を除去する。１２２はインダクタンス値の大きなクリーニング用インダクタであり、親機充電端子１０４と充電用電源回路１１１との間に直列接続した回路切替リレー接点１１２とノイズ除去用インダクタ１２１に対し並列接続の関係にある。また、１１３は回路切替リレー接点１１２の開閉を行う接点切替用コイルであり、この接点切替用コイル１１３と回路切替リレー接点１１２とでリレースイッチ（ａ接点リレー）を構成する。図１において、接点切替用コイル１１３から出ている破線の矢印は、接点切替用コイル１１３が回路切替リレー接点１１２の開閉を行うことを示す。また、１１４は接点切替用コイル１１３を制御するリレー制御回路である。リレー制御回路１１４は、親機充電端子１０４の端子間電圧Ｖｘｙを測定し、測定値Ｖｘｙと、リレー制御回路１１４に保持している充電完了電圧値Ｖｆ（＜Ｖ）とを比較して接点切替用コイル１１３に電流を流すかどうかを決定する。以下にこの接点切替用コイル１１３によって開閉を行われる回路切替リレー接点１１２の切替制御の詳細について説明を行う。
【００２４】
親機充電端子１０４の端子間電圧Ｖｘｙが充電完了電圧値Ｖｆよりも小さい場合、リレー制御回路１１４は接点切替用コイル１１３に電流を流し、ａ接点リレーを構成する回路切替リレー接点１１２が閉じる。これにより充電用電源回路１１１と親機充電端子１０４の間には、ノイズ除去用インダクタ１２１とクリーニング用インダクタ１２２が並列に接続されていることとなる。ここでノイズ除去用インダクタ１２１は１０μＨ程度、クリーニング用インダクタ１２２は数十ｍＨのインダクタンス値を持つ。インダクタはインダクタンス値に応じた直流抵抗分を持ち、クリーニング用インダクタ１２２はノイズ除去用インダクタ１２１に比べて数千倍という極めて大きな直流抵抗分を持つことになる。そのためクリーニング用インダクタ１２２には僅かな電流しか流れないが、親機充電端子１０４に流れる電流はノイズ除去用インダクタ１２１とクリーニング用インダクタ１２２を流れる電流の総和であり、直流抵抗分の小さなノイズ除去用インダクタ１２１を経由した電流も流れているため充電を行う機能を充分に果たす。この電圧測定値Ｖｘｙが充電完了電圧値Ｖｆよりも小さい場合を充電状態と呼ぶ。コードレス電話機の親機に設けられた子機載置部に子機が置かれ、充電電池の残量が不充分となっているときには、親機充電端子１０４の端子間電圧Ｖｘｙは、充電完了電圧値Ｖｆよりも小さい値をとるので、充電状態となっている。
【００２５】
親機充電端子１０４の端子間電圧Ｖｘｙが充電完了電圧値Ｖｆ以上の値をとる場合、リレー制御回路１１４は接点切替用コイル１１３に電流を流さず、ａ接点リレーを構成する回路切替リレー接点１１２が開く。これにより充電用電源回路１１１から親機充電端子１０４の間には、クリーニング用インダクタ１２２のみが接続されていることとなり、親機充電端子１０４にはクリーニング用インダクタ１２２のみを経由した僅かな電流が流れつづける。この電圧測定値Ｖｘｙが充電完了電圧値Ｖｆ以上の値をとる場合をクリーニング待機状態と呼ぶ。コードレス電話機の親機に設けられた子機載置部に子機が置かれ、充電状態で充電がすすむと、親機充電端子１０４の両端電圧Ｖｘｙが充電完了電圧値Ｖｆに達し、このクリーニング待機状態になる。また、コードレス電話機の親機に設けられた子機載置部から子機が離脱している時、親機充電端子１０４間は遮断され充電電流は流れないので、親機充電端子１０４には充電用電源回路１１１の起電力があらわれ両端電圧Ｖｘｙは、充電完了電圧値Ｖｆよりも大きな値をとるので、クリーニング待機状態となっている。
【００２６】
クリーニング待機状態で、コードレス電話機の親機に設けられた子機載置部から子機が離脱すると、親機充電端子１０４から子機充電端子が離れるまさにその瞬間に、クリーニング用インダクタ１２２にそれまで流れていた電流が遮断されようとする。しかし、クリーニング用インダクタ１２２はその自己誘導によって電流の変化を妨げるようにはたらくので、ここでは電流を流しつづけようとする逆起電力が発生し、親機充電端子１０４と子機充電端子との間に瞬間的に高い電圧が生じて、親機充電端子１０４と子機充電端子との間にスパーク放電が発生する。
【００２７】
また、コードレス電話機の親機に設けられた子機載置部に子機を置くと、子機充電端子が親機充電端子１０４に接触した瞬間に、クリーニング用インダクタ１２２には電流が一気に流れだそうとする。しかし、クリーニング用インダクタ１２２はその自己誘導によって電流の変化を妨げるようにはたらくので、ここでは電流が流れだすことを妨げようとする逆起電力が発生し、親機充電端子１０４と子機充電端子との間に瞬間的に高い電圧が生じて、親機充電端子１０４と子機充電端子との間にスパーク放電が発生する。
【００２８】
このように、充電状態とクリーニング待機状態の切り替えを、回路切替リレー接点１１２を用いて行うことにより、子機を親機に設けられた子機載置部に着脱する際にクリーニング用インダクタ１２２によってスパーク放電を発生させ、充電端子のクリーニングを行うことが可能となる。
【００２９】
親機充電端子１０４と子機充電端子に付着した異物は、このスパーク放電による電流の発生によって除去されるのだが、クリーニング用インダクタ１２２のインダクタンス値が大きすぎると過大なスパーク放電電流が発生し、かえって充電端子の損耗を早めてしまい、インダクタンス値が小さすぎるとスパーク放電電流も小さくなり、期待するようなクリーニング効果が得られなくなる。従ってこのクリーニング用インダクタ１２２のインダクタンス値の大きさは、本発明において極めて重要なものであるといえる。
【００３０】
実験を行った結果、クリーニング効果を生じせしめるクリーニング用インダクタ１２２には、２０ｍＨから５０ｍＨのインダクタンス値を持つインダクタを用いるとよいことがわかっている。因みにノイズ除去用インダクタ１２１には、一般に１０μＨ程度のインダクタを用いる。
【００３１】
また、接点切替用コイル１１３と回路切替リレー接点１１２とで構成するリレースイッチとして、ａ接点リレーを用いることにより、リレー制御回路１１４が接点切替用コイル１１３へ電流を流すのは充電状態においてのみになり、充電が完了し子機が持ち上げられるまでの間と、電話機使用時など子機が親機に設けられた子機載置部に置かれていない時の、クリーニング待機状態には、リレー制御回路１１４は接点切替用コイル１１３へ電流を流さないので、短時間での充電が可能になるほど、リレー制御に要する電力を節約することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態のクリーニング用インダクタ１２２を用いた電気的な接触充電端子クリーニング方式は、従来の接触充電端子の摺動による機械的なクリーニング方式と併用してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の接触式充電端子の電気的クリーニング方法によれば、充電端子同士の摺動を利用した機械的なクリーニングだけでは、充電端子に付着した異物の種類や、子機の親機に設けられた子機載置部への着脱の状況によっては、クリーニング効果が期待した程は発揮されないという欠点を、充電用電源回路と親機充電端子との間にインダクタンス値の大きなインダクタを設け、親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電を発生させる電気的クリーニングを行うことによって解決することができる。
【００３４】
また、本発明の請求項２に記載の接触式充電端子の電気的クリーニング方法によれば、ノイズ除去用インダクタと切断手段とを充電用電源回路と親機充電端子との間にクリーニング用インダクタと並列に接続したことにより、ノイズ除去用インダクタを回路から切断するだけで充電回路をクリーニング待機状態に切替えることができる。
【００３５】
また、本発明の請求項３に記載の接触式充電端子を有する機器によれば、ノイズ除去用インダクタと切断手段とを充電用電源回路と親機充電端子との間にクリーニング用インダクタと並列に接続したことにより、ノイズ除去用インダクタを回路から切断するだけで、接続したクリーニング用インダクタにより親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電を発生させ、電気的にクリーニングを行うことができる。
【００３６】
また、本発明の請求項４に記載の接触式充電端子を有する機器によれば、親機充電端子に子機充電端子が接触または離脱する際に、親機充電端子と子機充電端子との間にスパーク放電が発生することにより、子機を親機に設けられた子機載置部へ着脱する動作を行うだけで充電端子を電気的にクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のクリーニング方式における接触式充電回路の模式図
【図２】（ａ）従来の機械的なクリーニング方式における、子機充電端子と親機充電端子との接触開始状態を示す断面図
（ｂ）従来の機械的なクリーニング方式における、子機充電端子と親機充電端子との接触完了状態を示す断面図
（ｃ）従来の機械的なクリーニング方式における、子機充電端子と親機充電端子との接触状態を示す断面図の拡大図
【図３】従来の接触式充電回路の模式図
【符号の説明】
１０１  子機
１０２  親機
１０３  子機充電端子
１０４  親機充電端子
１０５  子機載置部
１１１  充電用電源回路
１１２  回路切替リレー接点
１１３  接点切替用コイル
１１４  リレー制御回路
１２１  ノイズ除去用インダクタ
１２２  クリーニング用インダクタ
【図１】
2004297877.tif 000003
【図２】
2004297877.tif 000004
【図３】
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