(57)【要約】 【課題】充電状態で容易に携帯および通話できる小型で且つ薄型の形状を有しながらも、各機種の携帯電話機の充電に共用可能で、充電開始と同時に通話可能に充電できる出力電圧を比較的長時間にわたり維持できる高容量を有する携帯電話機用充電器を提供する。【解決手段】所要の出力電圧が得られる個数だけ同一平面状に配置された薄型電池７を互いに電気的接続してなる電池パック部１と、電池パック部１を携帯電話機１２の背面に着脱自在に装着する固定手段１１と、電池パック部１の正極端子部３７および負極端子部３８に各々の一端の接続接点４３ａ，４４ａがそれぞれ電気的接続された一対の弾性リード端子４３，４４を有し、この弾性リード端子４３，４４の他端側の接触接点４３ｂ，４４ｂが電池パック部１の携帯電話機１２への装着時に携帯電話機１２の充電用接点４０、４１に弾性的に接触可能に突設されてなる接続端子部２，３と、を備えている。【選択図】図１
2007242342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の出力電圧が得られる個数だけ同一平面状に配置された薄型電池を互いに電気的接続してなる電池パック部と、
前記電池パック部を携帯電話機の背面に着脱自在に装着する固定手段と、
前記電池パック部の正極端子部および負極端子部に各々の一端の接続接点がそれぞれ電気的接続された一対の弾性リード端子を有し、この弾性リード端子の他端側の接触接点が前記電池パック部の携帯電話機への装着時に当該携帯電話機の充電用接点に弾性的に接触可能に突設されてなる接続端子部と、
を備えてなることを特徴とする携帯電話機用充電器。
【請求項２】
電池パック部が、薄型電池の厚さに相当する厚さを有する板状体に複数の電池収容孔が形成された保持枠体と、前記各電池収容孔にそれぞれ嵌め入れられた複数個の前記薄型電池を相互に電気的接続する接続配線部材と、前記保持枠体の両面および前記各薄型電池の両面にそれぞれ貼着されて前記各薄型電池を前記電池収容孔内に保持する２枚の外装シートとを備えて構成され、
接続端子部が、前記保持枠体の一辺部に形成された接続用突部に着脱自在に嵌合する被接続用突部を有する端子ホルダーと、前記被接続用突部の前記接続用突部への嵌合により前記端子ホルダーが前記電池パック部に連結されたときに各々の接続接点が前記保持枠体の一辺部の正極端子部および負極端子部に接触して電気的接続される一対の弾性リード端子とを備えてなり、
前記接続端子部が、携帯電話機の背面への装着時に当該携帯電話機の底面側充電用接点に各々の接触接点が弾性的に接触する配置で設けられた一対の弾性リード端子を有する第１の接続端子部と、前記携帯電話機の背面側充電用接点に各々の接触接点が弾性的に接触する配置で設けられた一対の弾性リード端子を有する第２の接続端子部との少なくとも２種を備えて、前記電池パック部に択一的に連結されるようになっている請求項１に記載の携帯電話機用充電器。
【請求項３】
薄型電池として、空気電池を用いた請求項１または２に記載の携帯電話機用充電器。
【請求項４】
請求項２に記載の電池パック部および接続端子部を備え、
前記電池パック部が、保持枠体の各電池収容孔内に携帯電話機への装着面側とは反対側から空気電池がそれぞれ嵌め入れられ、前記各空気電池の正極缶の端周面の一部が、接続リード片における前記電池収容孔の孔周壁の一部に固着された弧状の正極接続片部に接触して電気的接続され、且つ前記各空気電池の負極缶が、前記電池収容孔における携帯電話機への装着面側の近接箇所に延びる前記接続リード片の負極接続片部に接触して電気的接続されて、複数個の前記空気電池が、前記各電池収容孔に個々に設けられた前記接続リード片を介して直列接続されてなる構成を備えている請求項３に記載の携帯電話機用充電器。
【請求項５】
保持枠体における携帯電話機への装着面側とは反対側面に貼着された外装シートおよび各空気電池の正極缶に着脱自在に貼着される空気遮断用シートを備えている請求項４に記載の携帯電話機用充電器。
【請求項６】
請求項２に記載の電池パック部および接続端子部を備え、
前記接続端子部における端子ホルダーの被接続用突部が、電池パック部の保持枠体の接続用突部に対し携帯電話機への装着面側からのみ嵌め込み可能で、且つ前記接続用突部に嵌合した時点で前記装着面側とは反対側への移動が阻止される形状に形成されて、前記接続用突部に対し着脱自在に嵌合するようになっている請求項３ないし５の何れか一項に記載の携帯電話機用充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外出先などにおいて付属の専用充電器や商用交流電源を用いることができない状況下で内蔵電池パックが消耗したときに、内蔵電池パックを即座に充電でき、且つ充電開始と同時に携帯電話機による通話を行えるとともに、充電しながら携帯することもできる小型、薄型および軽量の携帯電話機用充電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機の駆動電源には、主としてリチウムイオン電池を複数個接続して構成されたた内蔵電池パックが用いられており、その内蔵電池パックが消耗して電池切れとなった場合に、付属の専用充電器を用いて商用交流電源から内蔵電池パックを充電するようになっている。上記専用充電器は、自宅などの所定の場所に置いて使用することを前提としたものであり、かばん等に入れて携帯したとしても、商用交流電源を使えない場所では役に立たない。近年の内蔵電池パックは、１回の充電で長時間使用できるように改良されてきているのに伴い、電池残量を気にする頻度が少なくなり、外出先で電池切れを起こすことがある。また、十分な電池残量があっても、外出先で長時間通話した場合には電池切れが生じることもある。さらに、内蔵電池パックは、充電および放電を繰り返すのに伴って容量低下が生じるので、同じ内蔵電池パックを長期間使用すると、電池切れを体験する機会も増えてくる。
【０００３】
そこで、近年では、上述のような外出先などでの不意の電池切れに対応するために、市販の乾電池を用いて内蔵電池パックを充電できる外付けの携帯電話機用充電器が提案されている。例えば、図６（ａ）に示すように、充電器ケース６０内に、複数本の乾電池６１を並列接続した状態で収容し、これら乾電池６１の出力電圧を昇圧回路６２で携帯電話機６４の内蔵電池パック（図示せず）の充電が可能な電圧まで昇圧して接続コネクタ６３から出力する構成を備え、同図（ｂ）に示すように、接続コネクタ６３を携帯電話機６４の底面のインターフェィスコネクタ６５に嵌合して電気的接続状態に取り付けることにより、携帯電話機６４の内蔵電池パックを充電できるようにした携帯電話機用充電器が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、図７に示すように、本体ケース６６が、接続コネクタ６３と絞り部６９とを有するメインケース６７の上記絞り部６９をサブケース６８に差し込んだ構成を備え、収容する乾電池のサイズに合わせて絞り部６９のサブケース６８への差し込み程度を調整できるようにして、サイズの異なる乾電池を使用可能とした携帯電話機用充電器も存在する（特許文献２参照）。これらの充電器はコンビニエンスストアなどで主に販売されている。
【特許文献１】特開２００４−２７３４１１号公報
【特許文献２】特開２００４−３５０４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の携帯電話機用充電器に用いられる乾電池６１は、主として、単３型、単４型または００６Ｐ型の各サイズのマンガン電池またはアルカリマンガン電池であるが、マンガン電池は、放電が開始されると、その放電に伴って出力電圧が急激に低下する放電特性を有しているので、放電開始時から比較的短時間が経過した時点で出力電圧が内蔵電池パックへの充電が不可となる電圧値にまで低下してしまい、以後、電池容量が残っているにも拘らず内蔵電池パックを充電できない。一方、アルカリマンガン電池は、放電に伴う電圧低下がマンガン電池に比べて幾分緩やかであるが、その電池特性上、やはり放電開始時から比較的短い時間が経過した時点で出力電圧が内蔵電池パックへの充電が不可となる電圧値にまで低下するので、自体が有する電池容量を内蔵電池パックの充電に十分に活用することができない。このようにマンガン電池やアルカリマンガン電池を用いた場合には、これらの電池容量のうちの半分未満またはほぼ半分程度しか内蔵電池パックへの充電に有効利用することができないので、比較的長時間にわたり内蔵電池パックへの充電を継続することができない。
【０００６】
これに対し、乾電池６１の使用本数を増やして、これら乾電池６１を例えば互いに直列接続することにより、内蔵電池パックへの充電が可能な出力電圧を比較的長時間にわたり維持することができる電池容量が得られる構成とすれば、充電開始した直後に携帯電話機を通話可能状態として、この通過可能状態を比較的長時間にわたり継続することができる。ところが、そのような構成にすると、充電器自体が大型化するとともに重量も大となるので、充電器を携帯電話機に取り付けて充電しながらの状態で、その携帯電話機で通話するのに不向きなものになってしまう。
【０００７】
また、上記充電器では、電源として使用する乾電池６１の重量が大きい上に、携帯電話機６４に対しこれの底面のインターフェイスコネクタ６５に接続して吊り下げ状態に取り付けられるために、全体形状が長い大きなものになってしまい、衣服のポケットなどに収納して携帯することが困難である。しかも、インターフェイスコネクタ６５は、専用充電器を接続して据え置き形態で充電する用途に用いることを目的として設けられたものであり、充電器を接続した状態で携帯する用途などに適するようになっていないため、充電器を接続した状態で携帯すると、不用意に大きな力が加わって接触不良や破損が生じるおそれがある。したがって、従来の充電器は、常時携帯および取り付け状態での通話の何れにも不向きなものである。
【０００８】
また、携帯電話機６４は、メーカー毎または機種毎にインターフェイスコネクタ６５の形成箇所や形状が個々に異なるため、このようにインターフェイスコネクタ６５の規格が異なる各機種の携帯電話機に対して、それぞれ専用の充電器を製作する必要があり、コスト高になるとともに、携帯電話機の使用者が間違った充電器を購入するおそれがある。
【０００９】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、充電しながら容易に携帯および通話できる小型で且つ薄型の形状を有しながらも、各機種の携帯電話機の充電に共用可能で、しかも、充電開始と同時に通話可能に充電できる出力電圧を比較的長時間にわたり維持できる高容量を有する携帯電話機用充電器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の携帯電話機用充電器は、所要の出力電圧が得られる個数だけ同一平面状に配置された薄型電池を互いに電気的接続してなる電池パック部と、前記電池パック部を携帯電話機の背面に着脱自在に装着する固定手段と、前記電池パック部の正極端子部および負極端子部に各々の一端の接続接点がそれぞれ電気的接続された一対の弾性リード端子を有し、この弾性リード端子の他端側の接触接点が前記電池パック部の携帯電話機への装着時に当該携帯電話機の充電用接点に弾性的に接触可能に突設されてなる接続端子部と、を備えてなることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明の携帯電話機用充電器において、電池パック部が、薄型電池の厚さに相当する厚さを有する板状体に複数の電池収容孔が形成された保持枠体と、前記各電池収容孔にそれぞれ嵌め入れられた複数個の前記薄型電池を相互に電気的接続する接続配線部材と、前記保持枠体の両面および前記各薄型電池の両面にそれぞれ貼着されて前記各薄型電池を前記電池収容孔内に保持する２枚の外装シートとを備えて構成され、接続端子部が、前記保持枠体の一辺部に形成された接続用突部に着脱自在に嵌合する被接続用突部を有する端子ホルダーと、前記被接続用突部の前記接続用突部への嵌合により前記端子ホルダーが前記電池パック部に連結されたときに各々の接続接点が前記保持枠体の一辺部の正極端子部および負極端子部に接触して電気的接続される一対の弾性リード端子とを備えてなり、前記接続端子部が、携帯電話機の背面への装着時に当該携帯電話機の底面側充電用接点に各々の接触接点が弾性的に接触する配置で設けられた一対の弾性リード端子を有する第１の接続端子部と、前記携帯電話機の背面側充電用接点に各々の接触接点が弾性的に接触する配置で設けられた一対の弾性リード端子を有する第２の接続端子部との少なくとも２種を備えて、前記電池パック部に択一的に連結されるようになっている。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の発明の携帯電話機用充電器における薄型電池として、空気電池を用いたものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項３の発明の携帯電話機用充電器において、請求項２の電池パック部および接続端子部を備え、前記電池パック部が、保持枠体の各電池収容孔内に携帯電話機への装着面側とは反対側から空気電池がそれぞれ嵌め入れられ、前記各空気電池の正極缶の端周面の一部が、接続リード片における前記電池収容孔の孔周壁の一部に固着された弧状の正極接続片部に接触して電気的接続され、且つ前記各空気電池の負極缶が、前記電池収容孔における携帯電話機への装着面側の近傍箇所に延びる前記接続リード片の負極接続片部に接触して電気的接続されて、複数個の前記空気電池が、前記各電池収容孔に個々に設けられた前記接続リード片を介して直列接続されてなる構成を備えている。      
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明の携帯電話機用充電器において、保持枠体における携帯電話機への装着面側とは反対側面に貼着された外装シートおよび各空気電池の正極缶に着脱自在に貼着される空気遮断用シートを備えている。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項３ないし５の何れか一項の発明の携帯電話機用充電器において、請求項２の電池パック部および接続端子部を備え、前記接続端子部における端子ホルダーの被接続用突部が、電池パック部の保持枠体の接続用突部に対し携帯電話機への装着面側からのみ嵌め込み可能で、且つ前記接続用突部に嵌合した時点で前記装着面側とは反対側への移動が阻止される形状に形成されて、前記接続用突部に対し着脱自在に嵌合するようになっている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、複数個の薄型電池を同一平面状に配置した電池パック部に、一対の弾性リード端子を有する接続端子部を着脱自在に連結しただけの簡単な構成であるから、小型で薄型の形状を有する軽量化されたものになり、充電器を衣服のポケットや鞄などに入れて容易に常時携帯することができる。また、小型で薄型の形状を有する軽量化されたものであるのに加えて、接続端子部の一対の接続リード端子の接触接点を携帯電話機の充電接点に対し接触により電気的接続して携帯電話機の内蔵電池パックの充電を行うようにしているので、充電器を携帯電話機の背面に着脱自在に装着して充電することが可能となるため、携帯電話機に装着したときには、携帯電話機の周囲の外方に何ら出っ張らない相対位置で装着できるとともに、薄型であることから、携帯電話機の充電器を含む全体の厚みが充電器の装着前と殆ど変わらないので、充電しながら容易に通話することができるとともに、充電器を装着した状態で携帯しても、従来の充電器のようにインターフェイスコネクタを用いないことから、損傷などが生じるおそれがない。
【００１７】
請求項２の発明によれば、電池パック部が、保持枠体と接続配線部材と２枚の外装シートとを備えて構成されるので、請求項１の発明における電池パック部を簡単な構成で所要の機能が確実に得られるように忠実に具現化することができ、また、接続端子部が、保持枠体の一辺部に着脱自在に嵌合する端子ホルダーに、この端子ホルダーが電池パック部に連結されたときに保持枠体の正極端子部および負極端子部に接触して電気的接続される接続接点と携帯電話機への装着時に携帯電話機の充電用接点に接触して電気的接続される接触接点とを両端部に有する一対の弾性リード端子が装着されただけの構成であるから、やはり請求項１の発明における接続端子部を簡単な構成で忠実に具現化することができる。しかも、従来の充電器のように携帯電話機の機種により規格が種々に異なるインターフェイスコネクタを通じて充電するのに代えて、大別して２種類しか存在しない携帯電話機の充電用接点を通じて充電する構成とするとともに、その２種類の充電用接点に対応する第１および第２の接続端子部を備えているので、これら接続端子部を選択的に電池パック部に着脱自在に連結するだけで、全ての機種の携帯電話機の充電に対応できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、空気電池は、出力電流値がやや少ない目であって、比較的低出力で放電するが、その放電開始時の出力電圧として、携帯電話機の内蔵電池パックへの充電が可能な電圧値を確保でき、且つ放電に伴う電圧低下が殆ど生じないので、上記充電が可能な電圧値を自体の電池容量が無くなる直前まで保持し続ける放電特性を有している。しかも、空気電池は、マンガン電池やアルカリマンガン電池に比べて重量エネルギー密度または体積エネルギー密度が高い特長を有している。したがって、空気電池により内蔵電池パックを充電する場合には、空気電池が有する高いエネルギー密度に対応した高い電池容量の殆ど全てを内蔵電池パックへの充電に有効利用することができる。そのため、内蔵電池パックを急速充電することはできないが、空気電池が上述の安定した放電特性を有しているから、内蔵電池パックへの充電を開始した直後に携帯電話機を通話可能とすることができるとともに、内蔵電池パックを比較的長時間にわたり効率良く充電し続けることができる。また、空気電池は、一般にコイン形状であって、極めて薄型で、且つ小型であるという利点を有しているから、この空気電池を充電用電源として用いることにより、充電器を常時携帯できる小型で薄型の形状に容易に構成することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、電池収容孔に嵌め入れられた空気電池を、電池収容孔に設けた接続リード片を用いるだけの簡単な配線で直列接続することができるので、配線が保持枠体の外方に大きく食み出ることがない。また、電池収容孔に嵌め入れられた空気電池は、自身の空気導入孔が接続リード片の負極端子片部で塞がれるおそれがなく、さらに、充電器を携帯電話機に装着した際に各空気電池の空気導入孔が携帯電話機とは反対側に位置して、やはり空気導入孔が塞がれるおそれがない。そのため、電池収容孔に保持された各空気電池に対し、空気導入孔を通じて内部に円滑、且つ確実に空気を取り込むことができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、充電器を使用しないときに、空気遮断用シートを電池パック部の外面に貼着するだけで、充電器を完全な放電不能状態に保持することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、接続端子部は、これの被接続用突部を電池パック部の接続用突部に嵌め込むだけで、電池パック部に対し、これから離間する方向および携帯電話機の装着面側とは反対方向への何れの方向にも抜け落ちない状態に連結され、さらに、充電器を携帯電話機の背面に装着したときに、携帯電話機によってこれに近接する方向への移動も阻止されるので、電池パック部に対し完全な抜け止め状態に連結することができる。また、充電器を携帯電話機から取り外した状態では、接続端子部を電池パック部に対し携帯電話機への装着面側に向けて引っ張れば、被接続用突部が接続用突部に摺動して、接続端子部を電池パック部からスムーズに取り外すことができるので、接続端子部または電池パック部を容易に取り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る携帯電話機用充電器を携帯電話機との相対配置と関連付けて示した分解斜視図である。この携帯電話機用充電器は、電池パック部１と接続端子部２とが着脱自在に相互連結されて、ほぼ矩形状の偏平な外形を有する形状に形成され、複数（この実施形態では４個の場合を例示）の粘着パッド１１によって携帯電話機１２の本体ケース１３における表面蓋ケース１４が取り付けられている表面とは反対側の背面に着脱自在に貼着して取り付けるようになっている。
【００２３】
この充電器は、従来の充電器のように携帯電話機１２のインターフェイスコネクタを通じて内蔵電池パックを充電するものとは異なり、携帯電話機１２に設けられている後述の充電用接点を通じて内蔵電池パックの充電を行う構成になっている。これにより、この充電器は、上述のように携帯電話機１２の本体ケース１３の背面に着脱自在に貼着して取り付けることが可能になっている。但し、近年の携帯電話機１２は、大別すると、図４に示すように本体ケース１３の底面に底面側充電用接点４０が設けられたものと、図５に示すように本体ケース１３における表面蓋ケース１４が取り付けられた表面とは反対側の背面に背面側充電用接点４１が設けられたものとの２品種が存在する。底面側充電用接点４０および背面側充電用接点４１は、何れもメーカーが異なる種々の携帯電話機１２において大きく相違する位置に設けられずに、ほぼ同じ位置に設けられているが、単一の充電器で底面側充電用接点４０と背面側充電用接点４１との双方に共用して充電できる構成とするのが難しい。
【００２４】
そこで、この実施形態では、底面側充電用接点４０を備えた携帯電話機１２に対応する図１の第１の接続端子部２の他に、図２に示すように、背面側充電用接点４１を備えた携帯電話機１２に対応する第２の接続端子部３との２種を設けて、これら２種の接続端子部２，３を共通の電池パック部１に対して択一的に、且つ着脱自在に連結する構成としている。この連結構造の詳細については後述する。
【００２５】
図１において、上記電池パック部１は、矩形状の板状体からなる保持枠体４と、この保持枠体４に形成された複数個（この実施形態では４個の場合を例示）の電池収容孔３０にそれぞれ嵌め入れて保持される複数個（この実施形態において４個）の空気電池７と、保持枠体４の両面にそれぞれ貼着される負極側外装シート８および正極側外装シート９と、正極側外装シート９の外面に貼着される空気遮断用シート１０とを備えて、ほぼ保持枠体４と同等の外形と厚みを有する偏平な矩形状の形状に構成されている。
【００２６】
説明の便宜上、先ず、上記携帯電話機用充電器の充電用電源として用いる空気電池７の詳細について、図３を参照しながら説明する。この空気電池７は、容器状の正極缶１７の底面部に複数個（この実施形態において４個）の空気導入孔１８が穿設され、その正極缶１７の内部に、空気中の酸素を正極反応に利用する空気極１９と、亜鉛などの負極活物質および電解液からなるゲル状の負極合剤２０とが、セパレータ２１を介在して互いに電気絶縁された状態で収容され、正極缶１７の開口部がリング状の絶縁ガスケット２２を介在した電気絶縁状態で負極缶２３により封口された構成になっている。
【００２７】
上記空気極１９は、集電体（図示せず）の一面に触媒層（図示せず）が担持され、且つ集電体の他面に撥水膜２４が固定された構成を有している。上記集電体としては、導電性を有する金属ネット、エキスパンドメタル、パンチングメタルなどが用いられ、その形成素材としては、ステンレス、ニッケル、ステンレスや鉄にニッケルめっきを施したものが用いられる。上記触媒層は、酸素還元触媒能を有する種々の金属酸化物に活性炭、ポリテトラフルオロエチレンなどの分散液を添加した混合物よりなる。また、撥水膜２４には、気体透過能および撥水性を有するフッ素樹脂多孔膜が用いられる。さらに、正極缶１７の内底面には空気拡散紙２７が設けられており、この空気拡散紙２７と撥水膜２４との間には、空気拡散空間２８が設けられている。撥水膜２４は、電解液の電池外部への漏液を防止するとともに、空気極１９への酸素供給を担う機能を有している。
【００２８】
上記空気電池７は、正極缶１７の突出部１７ａの外面にシール材（図示せず）を貼着して全ての空気導入孔１８を閉塞することにより、電池内部への空気の侵入を阻止した放電不能状態で市販され、使用時に、図３に図示するようにシール材を剥がした状態で所定の電池装着箇所に取り付けることにより、空気導入孔１８から内部に導入された空気中の酸素が正極活物質として電気化学反応を起こして、電力が出力される。この実施形態では、空気電池７がシール材を剥がして空気導入孔１８を開口させた放電可能状態で電池パック部１の内部に収容される。
【００２９】
空気電池７は、上述のように空気中の酸素を正極活物質として活用することから、通常の電池のように正極活物質を電池缶内に詰め込む必要がないので、同一容量の一次電池に比べて、正極活物質が不要となる分だけ電池缶内に多くの負極活物質を充填することが可能となって大容量を得ることができる。そのため、空気電池７は、電池の重量に対する電池の容量である重量エネルギー密度または電池の体積に対する電池の容量である体積エネルギー密度が高く、且つ高出力の放電が可能であり、その上にコイン形態であって、極めて薄型で、且つ小型であるという利点を有しているから、常時携帯することが求められる携帯電話機用充電器の充電用電源として最も相応しい特長を有する一次電池であると言える。
【００３０】
つぎに、図１の保持枠体４について、これを拡大して示した図２を参照しながら説明する。この保持枠体４は、空気電池７を嵌め入れることのできる電池収容孔３０が４個形成された矩形状の枠板２９に、これの底側の一辺部の外面中央部から下方に延びる一対の連結突部３１，３１が一体に突設されて、それら連結突部３１，３１の間に嵌合溝３２が形成されているとともに、底側外面の両端近傍箇所から下方に延びる一対の保持突部３３，３３が一体に突設されている。この連結突部３１および保持突部３３を一体に備えた枠板２９は、電気絶縁性を有する材質、例えばポリプロピレンにより、空気電池７の厚さに対応した厚さに形成されている。この実施形態では、空気電池７として、２３ｍｍの直径と２．７ｍｍの厚さとを有する形状に形成されて電池容量が１０５０ｍＡｈに設定されたものを用いており、この空気電池７の２．７ｍｍの厚さに対応して、上記枠板２９は２．９ｍｍの厚さに設定されている。
【００３１】
図２において、上記嵌合溝３２は、上記一対の連結突部３１，３１の対向面がテーパー面に形成されて、外方（この場合は図の下方）に向けて溝幅が徐々に狭くなり、且つ携帯電話機１２への装着面側とは反対方向（この場合は図の手前側方向）に向けて溝幅が徐々に狭くなる形状に形成されている。この嵌合溝３２の形状については、図示の都合上、嵌合溝３２に嵌合する接続端子部２，３の嵌合突部４７を説明するときに図に明示した上で詳述する。また、両端側の保持突部３３は、各々の外面がテーパー面に形成されている。すなわち、各連結突部３１，３１および各保持突部３３は、嵌合溝３２を含みいわゆる蟻溝形態に形成されており、これにより、後述する第１および第２の接続端子部２，３を、携帯電話機１２への装着面側からのみ嵌入させて、正規の相対位置で脱落することのない確実な連結構造で連結できるようになっている。
【００３２】
上記枠板２９に形成された各電池収容孔３０には接続リード片３４がそれぞれ取り付けられている。この接続リード片３４は、導電性素材、例えばステンレスにより、電池収容孔３０に対応した曲率を有する弧状の正極接続片部３４ａの中央箇所から直交方向に直線状の負極接続片部３４ｂが延びる形状に形成されており、正極接続片部３４ａが電池収容孔３０の孔周壁の一部に沿って固定され、負極接続片部３４ｂが隣接する電池収容孔３０の近接位置でこれの径方向に延びる配置に保持されている。但し、図の右方下側の電池収容孔３０に取り付けられた接続リード片３４は、正極接続片部３４ａから図の下方に向け正極リード片部３４ｃが延びる形状になっており、その正極リード片部３４ｃが、図の右側の連結突部３１と保持突部３３との間に設けられた正極端子部３７に電気的接続されている。また、図の左方下側の電池収容孔３０には、接続リード片３４が設けられずに、図の左側の連結突部３１と保持突部３３との間に設けられた負極端子部３８から上方に延びる負極リード片部３８ａが電池収容孔３０に対し近接位置で径方向に延びる配置で対設されている。
【００３３】
また、接続リード片３４は、負極接続片部３４ｂが電池収容孔３０に対し携帯電話機１２への装着面側に位置する配置で取り付けられている。そのため、図１に矢印で示すように、４個の空気電池７は、電池収容孔３０に対し、保持枠体４の携帯電話機１２への装着面側とは反対側である図の手前側からのみ嵌め込むことが可能になっている。また、各空気電池７は、各々の空気導入孔１８が携帯電話機１２への装着面側とは反対側に位置する配置で電池収容孔３０に嵌め入れられる。これにより、電池収容孔３０に嵌め入れられた空気電池７の空気導入孔１８が接続リード片３４の負極接続片部３４ｂで塞がれるおそれがなく、また、充電器を携帯電話機１２に装着した際に各空気電池７の空気導入孔１８が携帯電話機１２とは反対側に位置して、やはり空気導入孔１８が塞がれるおそれがない。そのため、電池収容孔３０に保持された各空気電池７は、空気導入孔３０を通じて内部に円滑、且つ確実に空気を取り込めるようになっている。
【００３４】
空気電池７は、図３に明示するように、コイン形状の端周面が正極缶１７による正極側となり、厚み方向の一面側（図の上面側）が負極缶２３による負極側になっており、負極缶２３の一部が正極缶１７から僅かに外方に突出されて、負極端子を形成している。したがって、各空気電池７を上述した配置で空気収容孔３０に嵌め入れたときには、空気電池７の正極缶１７の端周面の一部が接続リード片３４の正極接続片部３４ａに接触して電気的に接続され、負極缶２３が接続リード片３４の負極接続片部３４ｂまたは保持枠体４の負極端子部３８の負極リード片部３８ａに接触して電気的に接続される。これにより、左右両側の上下方向および上方両側の左右方向で互いに隣接する各２個の空気電池７は、接続リード片３４を通じて互いに直列接続される。その結果、４個の空気電池７は、電池収容孔３０に嵌め入れられることにより、接続リード片３４を通じて正極端子部３７および負極端子部３８の間で直列接続されることになる。
【００３５】
図１に示すように、保持枠体４の両面には、各電池収容孔３０にそれぞれ空気電池７を嵌め入れた状態で負極側外装シート８および正極側外装シート９が貼着され、この両外装シート８，９によって各空気電池７は電池収容孔３０内に保持される。さらに、正極側外装シート９の外面に空気遮断用シート１０が貼着されることにより、各空気電池７の空気導入孔１８が密閉されて、矩形状で薄型の外形を有する電池パック部１が構成される。各外装シート８，９および空気遮断用シート１０は、何れも厚さが０．１ｍｍと極めて薄い樹脂シートの一面側に粘着性が付与されたものである。
【００３６】
したがって、上述のようにして構成された電池パック部１は、２．９ｍｍの厚さを有する保持枠体４の４個の電池収容孔３０内に空気電池７が外方に殆ど食み出ることのない状態に嵌め入れられ、その保持枠体４の両面に、厚さが０．１ｍｍの負極側および正極側の各外装シート８，９をそれぞれ貼着しただけのものであるから、厚さが僅かに３．１ｍｍの極めて薄型で、保持枠体４に対応した小さな矩形状の外形を有する小型で軽量化されたものとなる。
【００３７】
空気電池７の正極缶１７側に貼着される正極側外装シート９には、各空気電池７の正極缶１７が有する４個の空気導入孔１８を包含できる直径が１６ｍｍの逃げ孔９ａが４つ形成されており、保持枠体４に保持された各空気電池７の各空気導入孔１８は、逃げ孔９ａを通じて電池パック部１の外部に露出される。但し、携帯電話機用充電器の未使用時には、正極側外装シート９の外面に貼着される空気遮断用シート１０によって各逃げ孔９ａが密閉されて、各空気電池７が、各空気導入孔１８が外部から遮断されることによって放電不能状態に保持される。
【００３８】
図２に示すように、この実施形態の携帯電話機用充電器は、上述したように、電池パック部１に択一的に連結される２種類の接続端子部２，３を備えている。第１の接続端子部２は、図４に示すように、本体ケース１３の底面におけるインターフェイスコネクタ３９の両側に一対の底面側充電用接点４０，４０を備えた携帯電話機１２に対応するものである。一方、第２の接続端子部３は、図５に示すように、本体ケース１３における表面蓋ケース１４が取り付けられる表面とは反対側の背面の下方寄りの箇所に一対の背面側充電用接点４１，４１を備えた携帯電話機１２に対応するものである。
【００３９】
上記第１および第２の接続端子部２，３は、保持枠体４の底面側の一辺部に対応した長さを有する端子ホルダー４２に一対の弾性リード端子４３，４４をそれぞれ装着した構成において共通しており、弾性リード端子４３，４４の形状および装着箇所において相違している。端子ホルダー４２には、電池パック部１の嵌合溝３２に嵌合する嵌合突部４７が中央部から、且つ電池パック部１の両端側の一対の保持突部３３に係合する一対の支持突部４８が両端部からそれぞれ一体に突設されている。この端子ホルダー４２は、電気絶縁性の素材、例えばポリプロピレンにより成形されている。
【００４０】
図２に示すように、上記嵌合突部４７における端子ホルダー４２の長手方向に沿った方向の両側面は、嵌合溝３２を構成する一対の連結突部３１，３１の対向面に形成された上述のテーパー面に対応して、電池パック部１に進出する方向に向け一定角度θ１で外方に傾斜し、且つ端子ホルダー４２の長手方向に対し携帯電話機１２から離間する直交方向に向け一定角度θ２で内方に入り込むテーパー面に形成されている。電池パック部１の嵌合溝３２を形成する一対の連結突部３１の対向面は、嵌合突部４７の両側面の上述したテーパー面に対応したテーパー面に形成されている。一方、一対の支持突部４８の各々の内面は、電池パック部１に進出する方向に向け嵌合突部４７と同一の角度（つまりθ１）で内方に傾斜するテーパー面に形成されている。保持枠体４の両端側の一対の保持突部３３の各外面は、一対の支持突部４８の上述したテーパー面に対応したテーパー面に形成されている。
【００４１】
また、第１の接続端子部２の一対の弾性リード端子４３は、これの一端を湾曲形状に折り曲げて形成された接続接点４３ａが端子ホルダー４２における電池パック部１への接触面から突出し、且つ他端からなる接触接点４３ｂが端子ホルダー４２から携帯電話機１２への装着面側に向け突出する形状に形成されて、端子ホルダー４２における嵌合突部４７の両側に装着されている。一方、第２の接続端子部３の一対の弾性リード端子４４は、これの一端を湾曲形状に折り曲げて形成された接続接点４４ａが端子ホルダー４２における電池パック部１への接触面から突出し、且つ他端からなる接触接点４４ｂが電池パック部１から離間する方向へ向け突出する形状に形成されて、端子ホルダー４２における嵌合突部４７の両側に装着されている。この各弾性リード端子４３，４４は、この実施形態において、直径が０．５ｍｍの銅線を屈曲して上述した形状に形成されている。
【００４２】
つぎに、上記携帯電話機用充電器の使用について説明する。この充電器は、使用中の携帯電話機が底面側充電用接点４０または背面側充電用接点４１の何れを有する機種のものであるかの別に応じて、対応する何れかの接続端子部２，３を選択して電池パック部１に予め連結しておく。何れの接続端子部２，３においても、電池パック部１に対し、これの携帯電話機１２への装着面側から、嵌合突部４７を嵌合溝３２に嵌め入れ、且つ一対の支持突部４８，４８を保持突部３３，３３の外面に係合させることにより、電池パック部１に連結する。このとき、接続端子部２，３の嵌合突部４７は、両側面が上述した２種の角度θ１，θ２を有するテーパー面に形成されていることから、嵌合溝３２に対し正規の相対配置で完全に嵌合する位置まで進出した時点で進出を阻止され、一対の支持突部４８が保持枠体４の一対の保持突部３３を両側から挟み込む状態で係合する。これにより、接続端子部２，３は、電池パック部１に対し、これから離間する方向および携帯電話機１２の装着面側とは反対方向への何れの方向にも抜け落ちない状態に連結される。
【００４３】
したがって、充電器を後述のように携帯電話機１２の背面に貼着して装着したときには、何れの接続端子部２，３においても、嵌合突部４７が、上述のように電池パック部１から離間する方向および携帯電話機１２の装着面側とは反対方向への何れの方向への移動も阻止されるのに加えて、携帯電話機１２によってこれに近接する方向への移動も阻止されるので、電池パック部１に対し完全な抜け止め状態で連結されることになる。但し、充電器を携帯電話機１２から取り外したときには、この携帯電話機１２への装着面側に向けて接続端子部２，３を引っ張れば、嵌合突部４７および一対の支持突部４８の各々のテーパー面が保持枠体４の一対の連結突部３１，３１および一対の保持突部３３の各々のテーパー面にそれぞれ円滑に摺動して、接続端子部２，３を電池パック部１から容易に取り外すことができる。
【００４４】
なお、各接続端子部２，３は、携帯電話機１２への装着面側とは反対方向へ抜け落ちないように電池パック部１に連結すればよいので、上述のように嵌合突部４７を携帯電話機１２に対し接離方向に一定角度θ２で傾斜するテーパー面とするのに代えて、電池パック部１の保持枠体４に各接続端子部２，３の抜け止めを行うストッパ部を一体形成するようにしてもよい。
【００４５】
選択した接続端子部２，３を電池パック部１に連結したときには、各一対の弾性リード端子４３，４４の各々の接続接点４３ａ，４４ａが電池パック部１の正極端子部３７および負極端子部３８に弾性的に接触して電気的接続される。このように電池パック部１に何れかの接続端子部２，３が連結された充電器は、保持枠体４の外形にほぼ対応した小さな矩形状を呈する小型であって、上述したように厚さが僅かに３．１ｍｍの薄型のものとなるから、衣服のポケットや鞄に入れて容易に常時携帯することができる。この携帯時には、空気遮断用シート１０を正極側外装シート９に貼着して各空気電池７を放電不能状態に保持しておくのは勿論である。
【００４６】
そして、外出先などにおいて携帯電話機１２の内蔵電池パックが消耗したような場合には、上記充電器を携帯電話機１２の本体ケース１３の背面に貼着して内蔵電池パックの充電を行う。この場合、充電器は、接続端子部２，３の一対の弾性リード端子４３，４４の接触接点４３ｂ，４４ｂを底面側充電用接点４０または背面側充電用接点４１に押し当てて僅かに撓む形状に変形させた状態で、４つの粘着パッド１１により携帯電話機１２の本体ケース１３の背面に貼着して装着する。これにより、充電器の４個の空気電池７は、携帯電話機１２の一対の底面側充電用接点４０，４０または背面側充電用接点４１，４１を通じて内蔵電池パックに直列接続されて、内蔵電池パックの充電可能状態となる。このとき、弾性リード端子４３または弾性リード端子４４は、変形に対する復元力で接触接点４３ｂまたは接触接点４４ｂが底面側充電用接点４０または背面側充電用接点４１に弾性的に接触して、確実な電気的接続状態に保持される。
【００４７】
このようにして充電器の携帯電話機１２への装着が終了したのちに、空気遮断用シート１０を剥がすと、各空気電池７は、空気導入孔１８から内部に導入された空気中の酸素を正極活物質として電気化学反応を起こして、電力を出力するので、内蔵電池パックへの充電が開始される。この実施形態の充電器の電池パック部１は、公証電圧が１．４Ｖの空気電池７が４個直列接続されて、公証電圧が５．６Ｖに設定されている。携帯電話機１２の内蔵電池パックとして一般的に用いられるリチウムイオン電池は、その電圧が３．６Ｖであって、最適の充電電圧が５Ｖであるから、上記電池パック部１の５．６Ｖの出力電圧は、内蔵電池パックの充電用の電圧として適正なものである。なお、電池の出力電圧は、放電レートによって異なってくるが、上述の公証電圧が１．４Ｖの空気電池７を４個直列接続して実験した結果、初期電圧が５．１〜５．２Ｖを示し、何ら問題ないことが確認できた。従来の充電器では、アルカリマンガン電池を２本用いる場合、出力電圧が低いことから昇圧する必要があり、００６Ｐ型乾電池を用いる場合、出力電圧が９Ｖと高過ぎることから降圧が必要がある。これに対し、上記充電器は、昇圧や降圧のための回路部などを何ら設けることなく、４個の空気電池７を接続リード片３４を用いた簡単な配線によって直列接続するだけの簡素化された構成で対応できる。
【００４８】
また、上記空気電池７は、空気中に含まれる酸素を正極活物質として活用することから、内部に負極活物質しか収納されておらず、通常の電池に比較して、正極活物質が不要となる分だけ高容量化されている。例えば、空気電池７の単位重量当たりのエネルギ密度は、リチウムイオン電池の約３倍で、アルカリ乾電池の約２倍もある。しかも、空気電池７は、容量が無くなる直前まで高い放電電圧を保持し続ける特長をも有しているので、内蔵電池パックを効率良く充電し続けることができる。
【００４９】
さらに、空気電池７は、出力電流値が約１６０ｍＡとやや少ない目であって、比較的低出力で放電するが、その放電開始時の出力電圧として、携帯電話機１２の内蔵電池パックへの充電が可能な電圧値を確保でき、且つ放電に伴う電圧低下が殆ど生じないので、上記充電が可能な電圧値を電池容量が無くなる直前まで保持し続ける放電特性を有している。このような放電特性と上述した高いエネルギー密度とを有する空気電池７により内蔵電池パックを充電する場合には、空気電池７が有する高いエネルギ密度に対応した高い電池容量の殆ど全てを内蔵電池パックへの充電に有効利用することができるため、内蔵電池パックを急速充電することはできないが、空気電池７が上述の安定した放電特性を有しているから、内蔵電池パックへの充電を開始した直後に携帯電話機１２を通話可能とすることができるとともに、内蔵電池パックを比較的長時間にわたり効率良く充電し続けることができる。
【００５０】
したがって、携帯電話機１２の使用者は、充電器を携帯電話機１２に装着したのちに、携帯電話機１２における充電中を表示するランプが点灯したのを確認した時点で、携帯電話機１２を即座に使用することができるとともに、携帯電話機１２の使用を中断する場合に、空気遮断用シート１０を電池パック部１の外面に貼着するだけで、各空気電池７を放電不能状態に確実に保持して携帯することができる。
【００５１】
上記充電器は、小型、薄型および軽量であるのに加えて、携帯電話機１２の底面側充電用接点４０または背面側充電用接点４１を通じて内蔵電池パックの充電を行う構成としたのに伴い、携帯電話機１２の本体ケース１３の背面に貼着して装着できるので、従来の充電器のように携帯電話機に吊り下げ状態に連結するものとは異なり、携帯電話機１２に装着したときにこれの外形から周囲に突出しない。しかも、充電器は、厚さが３．１ｍｍと極めて薄型であるから、携帯電話機１２に装着した場合に、この充電器を含む携帯電話機１２全体の厚さは、充電器の未装着時と殆ど変わらない。そのため、携帯電話機１２は、充電器を装着したまま握って通常の使用状態で支障なく通話できるものとなる。このとき、充電器の外面側は、保持枠体４に接続リード片３４の配線用部材が全く配設されていないことから、凹凸の無い平坦面になっており、この点からも携帯電話機１２における電池パック部１の装着箇所を何ら違和感なしに直接握ることができる。
【００５２】
また、空気電池７は、空気と反応しながらエネルギーを作り出す方式であることから、内部にエネルギーを蓄えていないので、充電器の駆動電源として安全性の高いものとなる。つまり、従来の充電器の電源として用いられているアルカリマンガン電池は、内部に常時蓄えたエネルギーを放出していく方式であるから、短絡などのトラブルが発生したときに電流が急激に流れて機器を破損してしまうおそれがあるので、これらの電池に比較して空気電池７は安全性の高いものであると言える。さらに、空気電池７は、他の電池に比較して発熱が少ないので、充電器の装着状態のまま携帯電話機１２を使用または携帯する場合に、携帯電話機１２の使用者に不安を与えることがない利点がある。例えば、アルカリマンガン電池でインターフェイスコネクタを通じて充電する従来の充電器と比較した場合、００６Ｐ型乾電池を使用した充電器の発熱が最も多く、続いて単３乾電池を用いた充電器の発熱が多く、これらに比較して空気電池７を用いた上記充電器の発熱が最も少ないことが確認できた。この充電器の発熱が少ないのは、空気電池７が、比較的低出力で放電する放電特性を有しているのに伴い、１６０ｍＡｈしか電流を流せないことに起因しているものと思われる。
【００５３】
さらに、上記充電器は、従来の充電器のように携帯電話機の機種により規格が種々に異なるインターフェイスコネクタを通じて充電するのに代えて、大別して２種類しか存在しない携帯電話機１２の充電用接点４０，４１を通じて充電する構成としたので、共通に用いることができる電池パック部１に対して、２種類の充電用接点４０，４１にそれぞれ対応した第１および第２の接続端子部２，３を選択または交換して連結するだけで、全ての機種の携帯電話機１２の充電に対応できる大きな利点がある。換言すれば、電池パック部１が劣化したときには新たな電池パック部１に交換することで、接続端子部２，３を長期間にわたり使用することができる。また、２種の接続端子部２，３は、電池パック部１に対し所定の方向側から自体の嵌合突部４７および支持突部４８を電池パック部１の嵌合溝３２および保持突部３３に嵌め合わせる相対配置で挿脱するワンタッチ操作で容易に着脱できるとともに、電池パック部１と接続端子部２，３とは、嵌合突部４７および支持突部４８と嵌合溝３２および保持突部３３とを嵌め合わせた蟻溝構造で強固に連結される。
【００５４】
なお、上記実施形態では、薄型の電池パック部１を構成することを目的として、４個の空気電池７を平面状に配置して直列接続した構成を例示して説明したが、空気電池７に代えて、他の薄型電池、例えばポリマー電池を所要の出力電圧が得られる個数だけ直列接続する構成としてもよい。また、電池パック部１を携帯電話機１２の背面に着脱自在に固定する手段としては、実施形態の粘着パッド１１に限らず、例えば弾性クリップやゴムバンドなどを用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明に係る携帯電話機用充電器は、同一平面状に配置された複数個の薄型電池を互いに電気的接続してなる電池パック部に、一対の弾性リード端子を有する接続端子部を連結しただけの構成としたので、充電しながら容易に携帯および通話できる小型で且つ薄型の形状とすることができ、また、携帯電話機の充電用接点に弾性リード端子の接触接点を弾性的に接触させる構造としたので、携帯電話機の本体ケースの背面に装着することが可能となるのに伴い、充電しながら容易に通話を行うことができるとともに、電池パック部に対し接続端子部を取り替えて連結するだけで、各機種の携帯電話機の充電に共用可能となり、さらに、薄型電池として、種々のコイン型電池の使用が可能であるが、特に、空気電池を用いることにより、充電開始と同時に通話可能状態としたのち、比較的長時間にわたり携帯電話機の内蔵電池パックへの充電を継続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯電話機用充電器を示す分解斜視図
【図２】同上の携帯電話機用充電器における保持枠体と接続端子部との関連を示した拡大斜視図
【図３】同上の携帯電話機用充電器の電源として用いられる空気電池を示す拡大縦断面図
【図４】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ底面側充電用接点を有する携帯電話機に同上の充電器を取り付けた状態の正面図、右側面図、背面図および底面図
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ背面側充電用接点を有する携帯電話機に同上の充電器を取り付けた状態の背面図および左側面図
【図６】（ａ）は従来の携帯電話機用充電器の概略構成図、（ｂ）は同充電器を携帯電話機に接続した状態の正面図
【図７】従来の他の携帯電話機用充電器を携帯電話機に接続した状態の正面図
【符号の説明】
【００５７】
１  電池パック部
２  第１の接続端子部
３  第２の接続端子部
４  保持枠体
７  空気電池（薄型電池）
８，９  外装シート
１０  空気遮断用シート
１１  粘着パッド（固定手段）
１２  携帯電話機
１７  正極缶
２３  負極缶
３０  電池収容孔
３１  連結突部（接続用突部）
３４  接続リード片（接続配線部材）
３４ａ  正極接続片部
３４ｂ  負極接続片部
３７  正極端子部
３８  負極端子部
４０  底面側充電用接点
４１  背面側充電用接点
４２  端子ホルダー
４３，４４  弾性リード端子
４３ａ，４４ａ  接続接点
４３ｂ，４４ｂ  接触接点
４７  嵌合突部（被接続用突部）
【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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