電池パック
【課題】二次電池や非接触充電用モジュールに形状誤差や寸法誤差が存在しても、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けたときに両者の安定した電気的導通状態を確保することのできる電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック３３は、１次側コイルと対向するように配置される２次側コイル４０を内蔵した非接触充電用モジュール３５と、この非接触充電用モジュール３５に着脱可能に取り付けられて２次側コイル４０の起電力により充電される二次電池３６とを備え、二次電池３６および非接触充電用モジュール３５にはそれらが取り付け状態であるときに接触して両者を電気的に導通させる接続ピン４５およびピン受部６３がそれぞれ設けられている。二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられたときに、接続ピン４５およびピン受部６３を押圧状態にて接触させ、それらを電気的導通状態に維持する突起６４がピン受部６３に設けられる。
【解決手段】電池パック３３は、１次側コイルと対向するように配置される２次側コイル４０を内蔵した非接触充電用モジュール３５と、この非接触充電用モジュール３５に着脱可能に取り付けられて２次側コイル４０の起電力により充電される二次電池３６とを備え、二次電池３６および非接触充電用モジュール３５にはそれらが取り付け状態であるときに接触して両者を電気的に導通させる接続ピン４５およびピン受部６３がそれぞれ設けられている。二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられたときに、接続ピン４５およびピン受部６３を押圧状態にて接触させ、それらを電気的導通状態に維持する突起６４がピン受部６３に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１次側コイルと対向するように配置されることでその１次側コイルの交番磁束により誘導起電力を発生する２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールと、２次側コイルに発生した誘導起電力により充電される二次電池とを備える電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されるように、電池ケース等、２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールに対して二次電池を着脱可能に構成した電池パックが知られている。このような電池パックにあっては、二次電池の耐用期間が過ぎてその充放電能力が低下した場合であっても、二次電池のみを非接触充電用モジュールから取り外してこれを交換することができる。このため、二次電池および非接触充電用モジュールが一体化された電池パックとは異なり、非接触充電用モジュールを繰り返し使用することができるようになる。
【０００３】
ところで、このように２次電池を非接触充電用モジュールに着脱可能に構成した場合には、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けるに際してそれらを電気的に導通させる必要がある。このため、二次電池および非接触充電用モジュールにはそうした電気的導通を図るための端子がそれぞれ設けられている。二次電池が非接触充電用モジュールに取り付けられる際には、これら端子が接触して電気的に接続するようになり、二次電池は非接触充電用モジュールの二次側コイルに発生する電力によって充電可能な状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６３６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、二次電池や非接触充電用モジュールに形状誤差や寸法誤差が存在すると、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けたときには以下の問題が生じる。すなわち、そうした形状誤差や寸法誤差の分だけ二次電池の端子と非接触充電用モジュールの端子との位置関係が本来の状態から変化する余裕が存在することとなるため、各端子が一時的に非接触状態となる等、それらの接触状態が不安定なものとなるおそれがある。このように各端子の接触状態が不安定な状況のもとでは、二次電池および非接触充電用モジュールについてそれらの確実な電気的導通状態を確保することが困難となる。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池や非接触充電用モジュールに形状誤差や寸法誤差が存在しても、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けたときに両者の安定した電気的導通状態を確保することのできる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池パックは、１次側コイルと対向するように配置されることでその１次側コイルの交番磁束により誘導起電力を発生する２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールと、この非接触充電用モジュールに着脱可能に取り付けられて２次側コイルの誘導起電力により充電される二次電池とを備え、二次電池および非接触充電用モジュールにはそれらが取り付け状態であるときに接触して両者を電気的に導通させる端子がそれぞれ設けられ、二次電池が非接触充電用モジュールに取り付けられたときに、それらの各端子を押圧状態にて接触させて電気的導通状態に維持する押圧手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、二次電池および非接触充電用モジュールの各端子のいずれか一方を接続ピン、他方をこの接続ピンと接触するピン受部とした電池パックにあっては、このピン受部に形成されて接続ピンが同ピン受部に接続されるときに弾性変形してその弾性力により接続ピンを押圧する突出部として押圧手段を具現化することができる。
【０００９】
さらに、二次電池および非接触充電用モジュールが挿入されるケースをさらに備える電池パックであれば、二次電池および非接触充電用モジュールの少なくとも一方とケースとに選択的に設けられ、二次電池および非接触充電用モジュールが挿入されてそれらの端子が接触するときに嵌合するとともにその嵌合に伴って両端子が押圧状態となるようにその位置関係が設定されてなる凸部および凹部として押圧手段を具現化することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる電池パックによれば、二次電池や非接触充電用モジュールに形状誤差や寸法誤差が存在しても、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けたときに両者の安定した電気的導通状態を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を携帯電話用の電池パックとして具体化した第１実施形態について、その電池パックが内蔵された携帯電話およびその非接触式充電装置の断面構造を示す断面図。
【図２】同電池パックおよび非接触充電装置の回路構成を示すブロック図。
【図３】同電池パックの分解斜視構造を示す斜視図。
【図４】同電池パックについて、（ａ）は非接触充電用モジュールおよびこれに取り付けられた二次電池の断面構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）において一点鎖線円で囲まれた部分を拡大して示す拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）において一点鎖線円で囲まれた部分を拡大して示す拡大断面図。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる電池パックについて、その分解斜視構造を示す斜視図。
【図６】同電池パックについて、（ａ）はケースに二次電池が挿入される前のそれらの断面構造を示す断面図、（ｂ）はケースに二次電池が挿入された後のそれらの断面構造を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）において一点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す拡大断面図。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる電池パックについて、その分解斜視構造を示す斜視図。
【図８】同電池パックについて、（ａ）〜（ｄ）は同電池パックのケースに二次電池および非接触充電用モジュールが挿抜させる機構の作動態様を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、電池パック３３が内蔵された携帯電話１、およびその電池パック３３の二次電池３６を充電するための充電装置２の各断面構造をそれぞれ示している。
【００１３】
樹脂材料等、非磁性体からなる携帯電話１のハウジング３０には、各種情報を表示する表示部３１と、携帯電話１を操作する操作部３２とが設けられている。携帯電話１の電源となる電池パック３３は、このハウジング３０に着脱可能に収納されている。
【００１４】
電池パック３３は、２次側コイル４０を内蔵する非接触充電用モジュール３５と、同非接触充電用モジュール３５に対して着脱可能な二次電池３６と、これらを収納するケース３４とによって構成されている。また、電池パック３３の内部には、２次側コイル４０を含めて構成され、二次電池３６を充電するための２次側回路５０（図２参照）が設けられている。
【００１５】
樹脂材料等、非磁性体からなる充電装置２のハウジング１０には、１次側コイル１１および回路基板１２を含む１次側回路２０が内蔵されている。１次側コイル１１は、導電線を環状に巻回してなる巻線体１４とこれを収容する磁性体からなるヨーク１３とにより構成されている。
【００１６】
次に、図２を参照して１次側回路２０および２次側回路５０の構成について説明する。
１次側回路２０は、大きくは、交流電源ＡＣに接続される電源回路２１と、同電源回路２１および１次側コイル１１がそれぞれ接続される電力伝送回路２２とにより構成されている。
【００１７】
この電源回路２１では、交流電源ＡＣの交流電流が整流回路２３によって直流電流に整流され、その整流された直流電流が発振回路２４を通じて所定周波数の交流電流に変換された後、電力伝送回路２２に供給される。ここで、電力伝送回路２２は、１次側コイル１１に供給する交流電流の供給態様を制御する。
【００１８】
一方、２次側回路５０は、大きくは、２次側コイル４０に接続される整流回路５１と、整流回路５１に接続される充電回路５２とにより構成されている。この充電回路５２は、二次電池３６に電気的に接続されている。
【００１９】
整流回路５１は、２次側コイル４０に生じた誘導電流を直流電流に整流する。この直流電流は充電回路５２を通じて二次電池３６に供給される。充電回路５２は、二次電池３６の充電状態を検知するとともに、その検知結果を電力伝送回路２２に送信する。すなわち、充電回路５２は、二次電池３６の充電完了状態を検知したときには充電停止信号を、二次電池３６の充電未完了状態を検知したときには充電許可信号を電力伝送回路２２にそれぞれ送信する。なお、こうした充電停止信号および充電許可信号の送信は２次側回路５０の２次側コイル４０と１次側回路２０の１次側コイル１１との間の電磁誘導を用いて行われる。
【００２０】
充電装置２による携帯電話１の充電動作について説明する。
図１に示すように、携帯電話１がハウジング１０に載置されると、充電装置２の１次側コイル１１と電池パック３３の２次側コイル４０とが対向して近接した状態となる。
【００２１】
ここで、二次電池３６が充電未完了状態であれば、充電回路５２から電力伝送回路２２に対して充電許可信号が送信されるため、電力伝送回路２２はその充電許可信号に基づいて１次側コイル１１に交流電流を供給する。その結果、２次側コイル４０には、１次側コイル１１に発生した交番磁束により誘導起電力が発生し、同１次側コイル１１に供給された所定周波数の交流電流に対応した交流電流（誘導電流）が流れるようになる。そして、この誘導電流は整流回路５１により直流電流に整流されて充電回路５２を通じて二次電池３６に供給される。すなわち、二次電池３６の充電がなされるようになる。
【００２２】
一方、二次電池３６が充電完了状態となると、充電回路５２から電力伝送回路２２に対して充電停止信号が送信されるため、電力伝送回路２２はその充電停止信号に基づいて１次側コイル１１に交流電流の供給を停止する。その結果、二次電池３６の充電が停止されるようになる。
【００２３】
次に、図３および図４を参照して、電池パック３３の構成について詳細に説明する。
図３に示すように、電池パック３３のケース３４は有底角筒状をなし、その内部には底面３４Ａから順に非接触充電用モジュール３５および二次電池３６がそれぞれ収納される。なお、非接触充電用モジュール３５はケース３４に収納された後、図示しないビスによりケース３４に固定される。
【００２４】
ケース３４の対向する側壁には、携帯電話１（図１参照）に取り付けるための一対の突起３４Ｂが設けられている。この突起３４Ｂが携帯電話１に設けられた凹部（不図示）に嵌合することにより、電池パック３３は携帯電話１に取り付けられる。また、携帯電話１に電池パック３３が取り付けられた状態において、ケース３４は携帯電話１と面一となっている。すなわち、携帯電話１のハウジング３０にその一部が電池パック３３のケース３４によって構成されている。
【００２５】
非接触充電用モジュール３５には、２次側コイル４０と、整流回路５１および充電回路５２（図２参照）が形成された回路基板４１とが設けられている。またこの回路基板４１には、二次電池３６を２次側回路５０（具体的にはその充電回路５２）に対して電気的に接続するための雄型コネクタ４２が設けられている。この雄型コネクタ４２には、二次電池３６に直流電流を供給するためのプラス端子およびマイナス端子と、二次電池３６の電流および電圧を検出するための信号端子といった３本の接続ピン４５が設けられている。
【００２６】
２次側コイル４０は、平板形状の磁性シート４３と、導電線を環状に巻回してなる巻線体４４とによって構成されている。この巻線体４４は、磁性シート４３の下面、すなわちケース３４の底面３４Ａ側の面に取り付けられるとともに、その各端部４４Ａ，４４Ｂが回路基板４１に電気的に接続されている。
【００２７】
二次電池３６において、その外枠を構成するハウジング６１の内部には、充電セル（不図示）が内蔵されている。また、このハウジング６１には、非接触充電用モジュール３５の雄型コネクタ４２に接続される雌型コネクタ６２の他、携帯電話１（図１参照）のＣＰＵ等に電力を供給するためのピン６１Ａが設けられている。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、ケース３４に非接触充電用モジュール３５および二次電池３６が収納された状態（以下、「収納状態」）において、雄型コネクタ４２と雌型コネクタ６２とが接続される。これにより、非接触充電用モジュール３５と二次電池３６との電気的導通が図られることとなる。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、雌型コネクタ６２には、雄型コネクタ４２の各接続ピン４５と電気的に接続される３本のピン受部６３が設けられている。
非接触充電用モジュール３５に二次電池３６を取り付けた状態では、各コネクタ４２，６２が嵌合されるとともに、各ピン受部６３が各接続ピン４５に挿通されるようになる。
【００３０】
図４（ｃ）に示すように、ピン受部６３には、接続ピン４５に向けて突出する突起６４が形成されている。ピン受部６３が接続ピン４５に挿通されるとき、この突起６４が接続ピン４５の外周面に接触することにより、ピン受部６３において同突起６４近傍には弾性変形が生じる。このため、ピン受部６３の接続ピン４５への挿通が完了したとき、ピン受部６３の弾性変形に起因する復元力Ｆにより、突起６４は接続ピン４５の外周面に押圧された状態となる。なお、突起６４は、二次電池が非接触充電用モジュールに取り付けられたときに、これらのピン受部６３および接続ピン４５を押圧状態にて接触させて電気的導通状態を維持する押圧手段として機能する。また、接続ピン４５およびピン受部６３は、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられた状態にあるときに、それらを電気的に導通させるための端子として機能する。
【００３１】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられると、ピン受部６３の突起６４が接続ピン４５を押圧するため、それらの接続ピン４５およびピン受部６３は押圧状態にて接触するようになる。このため、両コネクタ４２，６２も含め、二次電池３６や非接触充電用モジュール３５の形状誤差や寸法誤差が存在する場合でも、電池パック３３に外部衝撃が加わることに起因して接続ピン４５およびピン受部６３の上記押圧方向への離間を回避することができる。このため、二次電池３６と非接触充電用モジュール３５との安定した電気的導通状態を維持することができるようになる。
【００３２】
（２）また、ピン受部６３の突起６４が接続ピン４５の外周面を押圧するため、その押圧方向と直交する方向、すなわち二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に対して外れる方向に移動しようとしても、突起６４の接続ピン４５への押圧力がその移動の抵抗力となる。したがって、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に対して外れることを抑制することができる。この点においても、二次電池３６と非接触充電用モジュール３５の安定した電気的導通状態を維持することができる。
【００３３】
（３）接触充電式の電池パックと比較した場合、本実施形態に示した非接触充電式の電池パックでは、非接触充電用モジュール３５およびケース３４の分だけその厚さが制限されることとなる。この点、本実施形態では、電池パック３３のケース３４によって携帯電話１のハウジング３０の一部を構成するようにし、電池パック３３を覆うための蓋を省略するようにしているため、こうした制限のものでスペースの有効利用を図ることができるようになる。
【００３４】
加えて、このように蓋を省略することができるため、充電装置２に携帯電話１を載置したときに１次側コイル１１と２次側コイル４０との間の距離を短くすることができ、二次電池３６の充電効率についてその向上を図ることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
図５および図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と比較して異なる部分について詳細に説明するとともに、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
本実施形態は、二次電池３６のハウジング６１および電池パック３３のケース７１の一部に押圧手段としての機能を持たせている点が第１実施形態と相違している。
図５に示すように、非接触充電用モジュール３５および二次電池３６は、ケース７１の開口部７１Ａを介して、ケース７１にそれぞれ挿入される。なお、非接触充電用モジュール３５は、二次電池３６に先立ちケース７１に挿入されて図示しないビスによりケース７１に固定されている。
【００３７】
また、非接触充電用モジュール３５の回路基板４１において、その挿入方向の端部には、同挿入方向と直交する方向に端子台７４が立設されている。この端子台７４において開口部７１Ａ側の側面には、回路基板４１に電気的に接続される３つの端子７２が設けられている。一方、二次電池３６のハウジング６１において端子台７４と対向する面には、同端子台７４の端子７２とそれぞれ接続可能な３つの端子７３が設けられている。また、これら端子７２，７３は、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられた状態にあるときに、それらを電気的に導通させるための端子として機能する。
【００３８】
また、ケース７１の対向する両側壁７１Ｂには、一対の突起７１Ｄが設けられており、これら突起７１Ｄがこの携帯電話１に設けられた凹部（不図示）に嵌合することにより、電池パック３３は携帯電話１に取り付けられる。また、携帯電話１に電池パック３３が取り付けられた状態において、ケース７１は携帯電話１と面一となっている。すなわち、携帯電話１のハウジング３０にその一部が電池パック３３のケース７１によって構成されている。
【００３９】
さらに、ケース７１の両側壁７１Ｂには、ケース７１の内部に向けて突出する曲面形状の凸部７１Ｃがそれぞれ設けられている。一方、ハウジング６１の対向する両側面には、凸部７１Ｃが嵌合する曲面凹形状の凹部６１Ｂがそれぞれ設けられている。
【００４０】
ここで、図６（ａ）に示すように、ケース７１に対する非接触充電用モジュール３５および二次電池３６の挿入方向において、凸部７１Ｃおよび凹部６１Ｂの位置関係は以下のように設定される。すなわち、上記挿入方向において、凸部７１Ｃと回路基板４１の端子７２との間の距離Ｌ１は凹部６１Ｂとハウジング６１の端子７３との間の距離Ｌ２よりもわずかに短くなる。なお、これら凸部７１Ｃおよび凹部６１Ｂは二次電池３６がケース７１に取り付けられたときに二次電池３６および非接触充電用モジュール３５の各端子７２，７３の電気的導通状態を維持する押圧手段として機能する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、二次電池３６のケース７１への挿入が完了すると、各端子７２，７３が接触するとともに、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとが互いに嵌合する（図６（ｃ）参照）。このとき、上述したように距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも短いため、端子７２は、端子７３に押圧された状態にて接触するようになる。またこのとき、凸部７１Ｃは、凹部６１Ｂをケース７１の内部に向けて押圧している。
【００４２】
また、図６（ｂ）の状態から二次電池３６を挿入方向に引き抜くことにより、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとの嵌合が解除される。これにより、二次電池３６はケース７１から取り外される。すなわち、二次電池３６は非接触充電用モジュール３５から取り外される。このように、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとの嵌合とその嵌合の解除により二次電池３６は、非接触充電用モジュール３５に着脱可能に取り付けられることとなる。
【００４３】
本実施形態によれば、第１実施形態において記載した効果（３）の他、以下の効果を奏することができる。
（４）ケース７１に二次電池３６が挿入されたとき、ケース７１の凸部７１Ｃとハウジング６１の凹部６１Ｂとが嵌合することにより、各端子７２，７３は押圧状態にて接触する。このため、電池パック３３に外部衝撃が加わるようなことがあっても、各端子７２，７３が離間することを回避することができる。したがって、二次電池３６および非接触充電用モジュール３５の各端子７２，７３についてそれらの安定した電気的導通状態を維持することができるようになる。
【００４４】
（第３実施形態）
図７および図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第２実施形態と比較して異なる部分について詳細に説明するとともに、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
第２実施形態では、ケース７１の両側壁７１Ｂに凸部７１Ｃが設けられ、二次電池３６のハウジング６１の両側面に凸部７１Ｃに嵌合する凹部６１Ｂが設けられる構成であった。これに対して、本実施形態では、ケース７１の上壁７１Ｅに凸部７１Ｆが設けられ、ハウジング６１の上面に凸部７１Ｆに接触する凸部６１Ｃが設けられる構成である。加えて、本実施形態は、第２実施形態の構成に加えて、プッシュロック機構８０を設けることにより、ケース７１から二次電池３６の取り外しを容易にするものである。
【００４６】
図７に示すように、回路基板４１において二次電池３６および非接触充電用モジュール３５が重なり合う方向に直交する面には、３つの端子７２が設けられている。一方、二次電池３６において非接触充電用モジュール３５に対向する面には、３つの端子７３が設けられている。ケース７１に二次電池３６および非接触充電用モジュール３５がそれぞれ挿入されたときには、端子７２は端子７３に押圧状態にて接触するようになる。また、これら端子７２，７３は、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられた状態にあるときに、それらを電気的に導通させるための端子として機能する。
【００４７】
非接触充電用モジュール３５および二次電池３６がケース７１に挿入された状態のとき、凸部７１Ｆに凸部６１Ｃが接触する。このとき、凸部６１Ｃおよび凸部７１Ｆの接触により、二次電池３６は、非接触充電用モジュール３５に向けて押圧される。このため、端子７３は端子７２に押圧された状態にて接触する。
【００４８】
プッシュロック機構８０は、ケース７１の側壁７１Ｂに設けられている。プッシュロック機構８０は、前後方向に移動するレバー部材８１と、レバー部材８１の前後方向の移動をガイドするアーム部材８２と、レバー部材８１を前方に付勢するコイルばね８３とを含む。
【００４９】
レバー部材８１は、側壁７１Ｂに取り付けられるとともに、平面視においてＬ字形状に形成されている。レバー部材８１の一端には、同部材８１が側壁７１Ｂに取り付けられた状態において、同側壁７１Ｂよりもケース７１の内部に向けて突出する突出部８１Ａと、コイルばね８３を配置するための凹部８１Ｂとが設けられている。レバー部材８１の他端には、レバー部材８１とアーム部材８２との相対的な移動を案内する案内溝８１Ｃが設けられている。
【００５０】
アーム部材８２の一端には、側壁７１Ｂに設けられた支持軸７１Ｇに嵌合する開口部８２Ａが設けられている。アーム部材８２の他端には、側壁７１Ｂに向けて突出するとともに、案内溝８１Ｃに挿入されるガイドピン８２Ｂが設けられている。アーム部材８２の開口部８２Ａが支持軸７１Ｇに嵌合することにより、アーム部材８２は支持軸７１Ｇを中心として回動する。
【００５１】
コイルばね８３は、その一端がケース７１の側壁７１Ｂに取り付けられ、他端がレバー部材８１の凹部８１Ｂに取り付けられる。コイルばね８３は、側壁７１Ｂに対してレバー部材８１が移動することにより伸縮する。
【００５２】
図８を参照して、二次電池３６をケース７１に挿抜させるときのレバー部材８１およびアーム部材８２の動作態様について説明する。また、図８において、図中の左側は、アーム部材８２を省略した図であるとともにレバー部材８１の移動とコイルばね８３の変形の態様を示し、図中の右側は、レバー部材８１の案内溝８１Ｃとアーム部材８２のガイドピン８２Ｂとの相対移動の態様を示している。以下では、ケース７１に対して二次電池３６が挿入される方向を「挿入方向」とし、挿入方向においてケース７１の開口部７１Ａが設けられる側を「手前側」とし、その反対側を「奥側」とする。
【００５３】
図８に示すように、案内溝８１Ｃは、スタンバイ溝９１と、第１案内溝９２と、保持溝９３と、解除溝９４と、第２案内溝９５とを含む。スタンバイ溝９１は、挿入方向に沿って延びている。スタンバイ溝９１は、二次電池３６（図７参照）が挿入されていないときにガイドピン８２Ｂが位置している。第１案内溝９２は、手前側に向かうにつれて上壁７１Ｅ（図７参照）に傾斜する傾斜形状に形成されている。第１案内溝９２は、スタンバイ溝９１から保持溝９３に向かうにつれてケース７１の外部に向けて傾斜する。保持溝９３は、第１案内溝９２の手前側の端部から奥側に向かい凹む凹形状に形成されている。保持溝９３には、挿入方向に沿うとともにガイドピン８２Ｂの下方への移動を規制する規制部９６が設けられている。解除溝９４は、規制部９６よりも手前側に延びている。第２案内溝９５は、解除溝９４から奥側に延びるとともにスタンバイ溝９１と連通する。
【００５４】
また、保持溝９３、解除溝９４および第２案内溝９５において、ガイドピン８２Ｂが挿入される方向の溝の深さはそれぞれ等しい。スタンバイ溝９１の上記深さは、上記保持溝９３等の上記深さよりも大きい。このため、第２案内溝９５とスタンバイ溝９１との間には、段差９７が形成される。
【００５５】
二次電池３６のケース７１への挿入態様および二次電池３６のケース７１からの抜去態様について説明する。
図８（ａ）に示すように、二次電池３６をケース７１への挿入を開始したとき、レバー部材８１は二次電池３６に接触するとともに同電池３６とともに奥側に移動する。これにともない、コイルばね８３（図７参照）は圧縮される。このとき、ガイドピン８２Ｂは、案内溝８１Ｃの奥側への移動にともないスタンバイ溝９１から段差９７に接触するとともに第１案内溝９２を移動する。そして、ガイドピン８２Ｂが第１案内溝９２よりも手前側に移動したとき、ガイドピン８２Ｂは保持溝９３に移動する（図８（ｂ）参照）。このとき、コイルばね８３の復元力によりレバー部材８１は手前側に移動しようとするがガイドピン８２Ｂが保持溝９３の奥側の端部に接触することによりレバー部材８１の手前側への移動が規制される。これにより、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとが嵌合するとともに、二次電池３６のケース７１への挿入が完了する。このとき、両端子７２，７３（図７参照）は電気的に接続されている。
【００５６】
図８（ｂ）に示すように、二次電池３６のケース７１への挿入が完了した状態から二次電池３６を奥側に移動させたとき、二次電池３６の奥側の移動にともないレバー部材８１は奥側に移動する（図８（ｃ）参照）。このとき、図８（ｃ）に示すように、ガイドピン８２Ｂは、案内溝８１Ｃの奥側への移動にともない保持溝９３から解除溝９４に移動する。そして、コイルばね８３の復元力によりレバー部材８１（二次電池３６）は手前側に向けて移動するとともに、ガイドピン８２Ｂは第２案内溝９５内を奥側に移動する。そして、ガイドピン８２Ｂは段差９７よりも奥側に移動してスタンバイ溝９１に移動する。これにより、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとの嵌合状態が解除されるとともに、二次電池３６がケース７１から抜き去られる。このとき、各端子７２，７３は電気的な接続が解除されている。
【００５７】
本実施形態によれば、第１実施形態において記載した効果（３）の他、以下の効果を奏することができる。
（５）本実施形態では、ケース７１に二次電池３６が挿入されたとき、ケース７１の凸部７１Ｆとハウジング６１の凸部６１Ｃとが接触することにより、各端子７２，７３は押圧状態にて接触する。このため、電池パック３３に外部衝撃が加わるようなことがあっても、各端子７２，７３が離間することを回避することができる。したがって、二次電池３６および非接触充電用モジュール３５の各端子７２，７３についてそれらの安定した電気的導通状態を維持することができるようになる。
【００５８】
（６）本実施形態では、二次電池３６のケース７１への挿入が完了した状態において、二次電池３６を奥側に押圧すると、コイルばね８３の付勢によりレバー部材８１が二次電池３６を押圧することにより、二次電池３６がケース７１から取り出される。したがって、プッシュロック機構８０により、二次電池３６のケース７１への挿入が完了した状態において、使用者が二次電池３６を奥側に押圧する作業のみにて二次電池３６をケース３４から取り出すことができる。すなわち、二次電池３６をケース３４から容易に取り出すことができる。
【００５９】
（その他の実施形態）
本発明の電池パックの具体的な構成は、上記各実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００６０】
・第１実施形態において、雌型コネクタ６２を非接触充電用モジュール３５に設け、雄型コネクタ４２を二次電池３６に設けることもできる。
・第１実施形態において、電池パック３３からケース３４を省略することもできる。この場合、非接触充電用モジュール３５が二次電池３６に取り付けられたユニットが携帯電話１に組み込まれる。この場合においても、第１実施形態の効果（１）および（２）を奏することができる。
【００６１】
・第２実施形態において、側壁７１Ｂに凹部６１Ｂを設け、二次電池３６のハウジング６１に凸部７１Ｃを設けることもできる。この場合においても、第２実施形態の効果（４）を奏することができる。
【００６２】
・第２実施形態において、二次電池３６のハウジング６１の凹部６１Ｂに代えて、非接触充電用モジュール３５の磁性シート４３に凹部６１Ｂを設けることもできる。この場合、ケース７１の凸部７１Ｃは、上記凹部６１Ｂに対応する位置に設けられる。これにより、非接触充電用モジュール３５がケース７１に対して着脱可能に取り付けられることとなる。またこの場合、二次電池３６の端子７３は、非接触充電用モジュール３５の端子７２と同様の形状、すなわち、非接触充電用モジュール３５に向けて延びる端子台と、この端子台に設けられた接続部とが設けられている。一方、端子７２は、二次電池３６の端子７３と同様の形状、すなわち、端子７３に向けて突起する突状に設けられている。またこの構成では、ケース７１に二次電池３６を挿入した後、非接触充電用モジュール３５を挿入する。ケース７１に二次電池３６および非接触充電用モジュール３５がそれぞれ挿入されたとき、各端子７２，７３は押圧状態にて接触する。
【００６３】
・また、二次電池３６のハウジング６１および磁性シート４３のそれぞれに凹部６１Ｂを設けることもできる。この場合、ケース７１には、ハウジング６１の凹部６１Ｂおよび磁性シート４３の凹部６１Ｂのそれぞれに対応した位置に凸部７１Ｃが設けられる。
【００６４】
・第３実施形態において、二次電池３６のハウジング６１の凸部６１Ｃに代えて、非接触充電用モジュール３５の磁性シート４３にケース７１に向かい突出する凸部を設けることもできる。この場合、ケース７１の凸部７１Ｆは、ケース７１の上記凸部に対応した部位に設けられる。これにより、非接触充電用モジュール３５がケース７１に対して着脱可能に取り付けられることとなる。この場合においても、第３実施形態の効果（５）および（６）を奏することができる。
【００６５】
・本発明にかかる電池パックは、上記各実施形態にて例示した携帯電話１の他、携帯ゲーム機、電動歯ブラシ、デジタルカメラ、腕時計、コードレス電話機、電気かみそり、ノートパソコン等の種々の電気機器に適用することもできる。
【００６６】
・上記各実施形態では、充電装置２を用いて、携帯電話１の二次電池３６を非接触充電によって充電する非接触式充電装置に適用したが、非接触式充電装置に限らず、電子機器間において非接触に電力を伝送する機器に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１１…１次側コイル、３３…電池パック、３４…ケース、３５…非接触充電用モジュール、３６…二次電池、４０…２次側コイル、４５…接続ピン（端子）、６１Ｂ…凹部（押圧手段）、６１Ｃ…凸部（押圧手段）、６３…ピン受部（端子）、６４…突起（押圧手段）、７１…ケース、７１Ｃ…凸部（押圧手段）、７１Ｆ…凸部（押圧手段）、７２…端子、７３…端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１次側コイルと対向するように配置されることでその１次側コイルの交番磁束により誘導起電力を発生する２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールと、２次側コイルに発生した誘導起電力により充電される二次電池とを備える電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されるように、電池ケース等、２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールに対して二次電池を着脱可能に構成した電池パックが知られている。このような電池パックにあっては、二次電池の耐用期間が過ぎてその充放電能力が低下した場合であっても、二次電池のみを非接触充電用モジュールから取り外してこれを交換することができる。このため、二次電池および非接触充電用モジュールが一体化された電池パックとは異なり、非接触充電用モジュールを繰り返し使用することができるようになる。
【０００３】
ところで、このように２次電池を非接触充電用モジュールに着脱可能に構成した場合には、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けるに際してそれらを電気的に導通させる必要がある。このため、二次電池および非接触充電用モジュールにはそうした電気的導通を図るための端子がそれぞれ設けられている。二次電池が非接触充電用モジュールに取り付けられる際には、これら端子が接触して電気的に接続するようになり、二次電池は非接触充電用モジュールの二次側コイルに発生する電力によって充電可能な状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６３６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、二次電池や非接触充電用モジュールに形状誤差や寸法誤差が存在すると、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けたときには以下の問題が生じる。すなわち、そうした形状誤差や寸法誤差の分だけ二次電池の端子と非接触充電用モジュールの端子との位置関係が本来の状態から変化する余裕が存在することとなるため、各端子が一時的に非接触状態となる等、それらの接触状態が不安定なものとなるおそれがある。このように各端子の接触状態が不安定な状況のもとでは、二次電池および非接触充電用モジュールについてそれらの確実な電気的導通状態を確保することが困難となる。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池や非接触充電用モジュールに形状誤差や寸法誤差が存在しても、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けたときに両者の安定した電気的導通状態を確保することのできる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池パックは、１次側コイルと対向するように配置されることでその１次側コイルの交番磁束により誘導起電力を発生する２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールと、この非接触充電用モジュールに着脱可能に取り付けられて２次側コイルの誘導起電力により充電される二次電池とを備え、二次電池および非接触充電用モジュールにはそれらが取り付け状態であるときに接触して両者を電気的に導通させる端子がそれぞれ設けられ、二次電池が非接触充電用モジュールに取り付けられたときに、それらの各端子を押圧状態にて接触させて電気的導通状態に維持する押圧手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、二次電池および非接触充電用モジュールの各端子のいずれか一方を接続ピン、他方をこの接続ピンと接触するピン受部とした電池パックにあっては、このピン受部に形成されて接続ピンが同ピン受部に接続されるときに弾性変形してその弾性力により接続ピンを押圧する突出部として押圧手段を具現化することができる。
【０００９】
さらに、二次電池および非接触充電用モジュールが挿入されるケースをさらに備える電池パックであれば、二次電池および非接触充電用モジュールの少なくとも一方とケースとに選択的に設けられ、二次電池および非接触充電用モジュールが挿入されてそれらの端子が接触するときに嵌合するとともにその嵌合に伴って両端子が押圧状態となるようにその位置関係が設定されてなる凸部および凹部として押圧手段を具現化することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる電池パックによれば、二次電池や非接触充電用モジュールに形状誤差や寸法誤差が存在しても、二次電池を非接触充電用モジュールに取り付けたときに両者の安定した電気的導通状態を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を携帯電話用の電池パックとして具体化した第１実施形態について、その電池パックが内蔵された携帯電話およびその非接触式充電装置の断面構造を示す断面図。
【図２】同電池パックおよび非接触充電装置の回路構成を示すブロック図。
【図３】同電池パックの分解斜視構造を示す斜視図。
【図４】同電池パックについて、（ａ）は非接触充電用モジュールおよびこれに取り付けられた二次電池の断面構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）において一点鎖線円で囲まれた部分を拡大して示す拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）において一点鎖線円で囲まれた部分を拡大して示す拡大断面図。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる電池パックについて、その分解斜視構造を示す斜視図。
【図６】同電池パックについて、（ａ）はケースに二次電池が挿入される前のそれらの断面構造を示す断面図、（ｂ）はケースに二次電池が挿入された後のそれらの断面構造を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）において一点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す拡大断面図。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる電池パックについて、その分解斜視構造を示す斜視図。
【図８】同電池パックについて、（ａ）〜（ｄ）は同電池パックのケースに二次電池および非接触充電用モジュールが挿抜させる機構の作動態様を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、電池パック３３が内蔵された携帯電話１、およびその電池パック３３の二次電池３６を充電するための充電装置２の各断面構造をそれぞれ示している。
【００１３】
樹脂材料等、非磁性体からなる携帯電話１のハウジング３０には、各種情報を表示する表示部３１と、携帯電話１を操作する操作部３２とが設けられている。携帯電話１の電源となる電池パック３３は、このハウジング３０に着脱可能に収納されている。
【００１４】
電池パック３３は、２次側コイル４０を内蔵する非接触充電用モジュール３５と、同非接触充電用モジュール３５に対して着脱可能な二次電池３６と、これらを収納するケース３４とによって構成されている。また、電池パック３３の内部には、２次側コイル４０を含めて構成され、二次電池３６を充電するための２次側回路５０（図２参照）が設けられている。
【００１５】
樹脂材料等、非磁性体からなる充電装置２のハウジング１０には、１次側コイル１１および回路基板１２を含む１次側回路２０が内蔵されている。１次側コイル１１は、導電線を環状に巻回してなる巻線体１４とこれを収容する磁性体からなるヨーク１３とにより構成されている。
【００１６】
次に、図２を参照して１次側回路２０および２次側回路５０の構成について説明する。
１次側回路２０は、大きくは、交流電源ＡＣに接続される電源回路２１と、同電源回路２１および１次側コイル１１がそれぞれ接続される電力伝送回路２２とにより構成されている。
【００１７】
この電源回路２１では、交流電源ＡＣの交流電流が整流回路２３によって直流電流に整流され、その整流された直流電流が発振回路２４を通じて所定周波数の交流電流に変換された後、電力伝送回路２２に供給される。ここで、電力伝送回路２２は、１次側コイル１１に供給する交流電流の供給態様を制御する。
【００１８】
一方、２次側回路５０は、大きくは、２次側コイル４０に接続される整流回路５１と、整流回路５１に接続される充電回路５２とにより構成されている。この充電回路５２は、二次電池３６に電気的に接続されている。
【００１９】
整流回路５１は、２次側コイル４０に生じた誘導電流を直流電流に整流する。この直流電流は充電回路５２を通じて二次電池３６に供給される。充電回路５２は、二次電池３６の充電状態を検知するとともに、その検知結果を電力伝送回路２２に送信する。すなわち、充電回路５２は、二次電池３６の充電完了状態を検知したときには充電停止信号を、二次電池３６の充電未完了状態を検知したときには充電許可信号を電力伝送回路２２にそれぞれ送信する。なお、こうした充電停止信号および充電許可信号の送信は２次側回路５０の２次側コイル４０と１次側回路２０の１次側コイル１１との間の電磁誘導を用いて行われる。
【００２０】
充電装置２による携帯電話１の充電動作について説明する。
図１に示すように、携帯電話１がハウジング１０に載置されると、充電装置２の１次側コイル１１と電池パック３３の２次側コイル４０とが対向して近接した状態となる。
【００２１】
ここで、二次電池３６が充電未完了状態であれば、充電回路５２から電力伝送回路２２に対して充電許可信号が送信されるため、電力伝送回路２２はその充電許可信号に基づいて１次側コイル１１に交流電流を供給する。その結果、２次側コイル４０には、１次側コイル１１に発生した交番磁束により誘導起電力が発生し、同１次側コイル１１に供給された所定周波数の交流電流に対応した交流電流（誘導電流）が流れるようになる。そして、この誘導電流は整流回路５１により直流電流に整流されて充電回路５２を通じて二次電池３６に供給される。すなわち、二次電池３６の充電がなされるようになる。
【００２２】
一方、二次電池３６が充電完了状態となると、充電回路５２から電力伝送回路２２に対して充電停止信号が送信されるため、電力伝送回路２２はその充電停止信号に基づいて１次側コイル１１に交流電流の供給を停止する。その結果、二次電池３６の充電が停止されるようになる。
【００２３】
次に、図３および図４を参照して、電池パック３３の構成について詳細に説明する。
図３に示すように、電池パック３３のケース３４は有底角筒状をなし、その内部には底面３４Ａから順に非接触充電用モジュール３５および二次電池３６がそれぞれ収納される。なお、非接触充電用モジュール３５はケース３４に収納された後、図示しないビスによりケース３４に固定される。
【００２４】
ケース３４の対向する側壁には、携帯電話１（図１参照）に取り付けるための一対の突起３４Ｂが設けられている。この突起３４Ｂが携帯電話１に設けられた凹部（不図示）に嵌合することにより、電池パック３３は携帯電話１に取り付けられる。また、携帯電話１に電池パック３３が取り付けられた状態において、ケース３４は携帯電話１と面一となっている。すなわち、携帯電話１のハウジング３０にその一部が電池パック３３のケース３４によって構成されている。
【００２５】
非接触充電用モジュール３５には、２次側コイル４０と、整流回路５１および充電回路５２（図２参照）が形成された回路基板４１とが設けられている。またこの回路基板４１には、二次電池３６を２次側回路５０（具体的にはその充電回路５２）に対して電気的に接続するための雄型コネクタ４２が設けられている。この雄型コネクタ４２には、二次電池３６に直流電流を供給するためのプラス端子およびマイナス端子と、二次電池３６の電流および電圧を検出するための信号端子といった３本の接続ピン４５が設けられている。
【００２６】
２次側コイル４０は、平板形状の磁性シート４３と、導電線を環状に巻回してなる巻線体４４とによって構成されている。この巻線体４４は、磁性シート４３の下面、すなわちケース３４の底面３４Ａ側の面に取り付けられるとともに、その各端部４４Ａ，４４Ｂが回路基板４１に電気的に接続されている。
【００２７】
二次電池３６において、その外枠を構成するハウジング６１の内部には、充電セル（不図示）が内蔵されている。また、このハウジング６１には、非接触充電用モジュール３５の雄型コネクタ４２に接続される雌型コネクタ６２の他、携帯電話１（図１参照）のＣＰＵ等に電力を供給するためのピン６１Ａが設けられている。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、ケース３４に非接触充電用モジュール３５および二次電池３６が収納された状態（以下、「収納状態」）において、雄型コネクタ４２と雌型コネクタ６２とが接続される。これにより、非接触充電用モジュール３５と二次電池３６との電気的導通が図られることとなる。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、雌型コネクタ６２には、雄型コネクタ４２の各接続ピン４５と電気的に接続される３本のピン受部６３が設けられている。
非接触充電用モジュール３５に二次電池３６を取り付けた状態では、各コネクタ４２，６２が嵌合されるとともに、各ピン受部６３が各接続ピン４５に挿通されるようになる。
【００３０】
図４（ｃ）に示すように、ピン受部６３には、接続ピン４５に向けて突出する突起６４が形成されている。ピン受部６３が接続ピン４５に挿通されるとき、この突起６４が接続ピン４５の外周面に接触することにより、ピン受部６３において同突起６４近傍には弾性変形が生じる。このため、ピン受部６３の接続ピン４５への挿通が完了したとき、ピン受部６３の弾性変形に起因する復元力Ｆにより、突起６４は接続ピン４５の外周面に押圧された状態となる。なお、突起６４は、二次電池が非接触充電用モジュールに取り付けられたときに、これらのピン受部６３および接続ピン４５を押圧状態にて接触させて電気的導通状態を維持する押圧手段として機能する。また、接続ピン４５およびピン受部６３は、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられた状態にあるときに、それらを電気的に導通させるための端子として機能する。
【００３１】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられると、ピン受部６３の突起６４が接続ピン４５を押圧するため、それらの接続ピン４５およびピン受部６３は押圧状態にて接触するようになる。このため、両コネクタ４２，６２も含め、二次電池３６や非接触充電用モジュール３５の形状誤差や寸法誤差が存在する場合でも、電池パック３３に外部衝撃が加わることに起因して接続ピン４５およびピン受部６３の上記押圧方向への離間を回避することができる。このため、二次電池３６と非接触充電用モジュール３５との安定した電気的導通状態を維持することができるようになる。
【００３２】
（２）また、ピン受部６３の突起６４が接続ピン４５の外周面を押圧するため、その押圧方向と直交する方向、すなわち二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に対して外れる方向に移動しようとしても、突起６４の接続ピン４５への押圧力がその移動の抵抗力となる。したがって、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に対して外れることを抑制することができる。この点においても、二次電池３６と非接触充電用モジュール３５の安定した電気的導通状態を維持することができる。
【００３３】
（３）接触充電式の電池パックと比較した場合、本実施形態に示した非接触充電式の電池パックでは、非接触充電用モジュール３５およびケース３４の分だけその厚さが制限されることとなる。この点、本実施形態では、電池パック３３のケース３４によって携帯電話１のハウジング３０の一部を構成するようにし、電池パック３３を覆うための蓋を省略するようにしているため、こうした制限のものでスペースの有効利用を図ることができるようになる。
【００３４】
加えて、このように蓋を省略することができるため、充電装置２に携帯電話１を載置したときに１次側コイル１１と２次側コイル４０との間の距離を短くすることができ、二次電池３６の充電効率についてその向上を図ることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
図５および図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と比較して異なる部分について詳細に説明するとともに、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
本実施形態は、二次電池３６のハウジング６１および電池パック３３のケース７１の一部に押圧手段としての機能を持たせている点が第１実施形態と相違している。
図５に示すように、非接触充電用モジュール３５および二次電池３６は、ケース７１の開口部７１Ａを介して、ケース７１にそれぞれ挿入される。なお、非接触充電用モジュール３５は、二次電池３６に先立ちケース７１に挿入されて図示しないビスによりケース７１に固定されている。
【００３７】
また、非接触充電用モジュール３５の回路基板４１において、その挿入方向の端部には、同挿入方向と直交する方向に端子台７４が立設されている。この端子台７４において開口部７１Ａ側の側面には、回路基板４１に電気的に接続される３つの端子７２が設けられている。一方、二次電池３６のハウジング６１において端子台７４と対向する面には、同端子台７４の端子７２とそれぞれ接続可能な３つの端子７３が設けられている。また、これら端子７２，７３は、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられた状態にあるときに、それらを電気的に導通させるための端子として機能する。
【００３８】
また、ケース７１の対向する両側壁７１Ｂには、一対の突起７１Ｄが設けられており、これら突起７１Ｄがこの携帯電話１に設けられた凹部（不図示）に嵌合することにより、電池パック３３は携帯電話１に取り付けられる。また、携帯電話１に電池パック３３が取り付けられた状態において、ケース７１は携帯電話１と面一となっている。すなわち、携帯電話１のハウジング３０にその一部が電池パック３３のケース７１によって構成されている。
【００３９】
さらに、ケース７１の両側壁７１Ｂには、ケース７１の内部に向けて突出する曲面形状の凸部７１Ｃがそれぞれ設けられている。一方、ハウジング６１の対向する両側面には、凸部７１Ｃが嵌合する曲面凹形状の凹部６１Ｂがそれぞれ設けられている。
【００４０】
ここで、図６（ａ）に示すように、ケース７１に対する非接触充電用モジュール３５および二次電池３６の挿入方向において、凸部７１Ｃおよび凹部６１Ｂの位置関係は以下のように設定される。すなわち、上記挿入方向において、凸部７１Ｃと回路基板４１の端子７２との間の距離Ｌ１は凹部６１Ｂとハウジング６１の端子７３との間の距離Ｌ２よりもわずかに短くなる。なお、これら凸部７１Ｃおよび凹部６１Ｂは二次電池３６がケース７１に取り付けられたときに二次電池３６および非接触充電用モジュール３５の各端子７２，７３の電気的導通状態を維持する押圧手段として機能する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、二次電池３６のケース７１への挿入が完了すると、各端子７２，７３が接触するとともに、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとが互いに嵌合する（図６（ｃ）参照）。このとき、上述したように距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも短いため、端子７２は、端子７３に押圧された状態にて接触するようになる。またこのとき、凸部７１Ｃは、凹部６１Ｂをケース７１の内部に向けて押圧している。
【００４２】
また、図６（ｂ）の状態から二次電池３６を挿入方向に引き抜くことにより、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとの嵌合が解除される。これにより、二次電池３６はケース７１から取り外される。すなわち、二次電池３６は非接触充電用モジュール３５から取り外される。このように、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとの嵌合とその嵌合の解除により二次電池３６は、非接触充電用モジュール３５に着脱可能に取り付けられることとなる。
【００４３】
本実施形態によれば、第１実施形態において記載した効果（３）の他、以下の効果を奏することができる。
（４）ケース７１に二次電池３６が挿入されたとき、ケース７１の凸部７１Ｃとハウジング６１の凹部６１Ｂとが嵌合することにより、各端子７２，７３は押圧状態にて接触する。このため、電池パック３３に外部衝撃が加わるようなことがあっても、各端子７２，７３が離間することを回避することができる。したがって、二次電池３６および非接触充電用モジュール３５の各端子７２，７３についてそれらの安定した電気的導通状態を維持することができるようになる。
【００４４】
（第３実施形態）
図７および図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第２実施形態と比較して異なる部分について詳細に説明するとともに、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
第２実施形態では、ケース７１の両側壁７１Ｂに凸部７１Ｃが設けられ、二次電池３６のハウジング６１の両側面に凸部７１Ｃに嵌合する凹部６１Ｂが設けられる構成であった。これに対して、本実施形態では、ケース７１の上壁７１Ｅに凸部７１Ｆが設けられ、ハウジング６１の上面に凸部７１Ｆに接触する凸部６１Ｃが設けられる構成である。加えて、本実施形態は、第２実施形態の構成に加えて、プッシュロック機構８０を設けることにより、ケース７１から二次電池３６の取り外しを容易にするものである。
【００４６】
図７に示すように、回路基板４１において二次電池３６および非接触充電用モジュール３５が重なり合う方向に直交する面には、３つの端子７２が設けられている。一方、二次電池３６において非接触充電用モジュール３５に対向する面には、３つの端子７３が設けられている。ケース７１に二次電池３６および非接触充電用モジュール３５がそれぞれ挿入されたときには、端子７２は端子７３に押圧状態にて接触するようになる。また、これら端子７２，７３は、二次電池３６が非接触充電用モジュール３５に取り付けられた状態にあるときに、それらを電気的に導通させるための端子として機能する。
【００４７】
非接触充電用モジュール３５および二次電池３６がケース７１に挿入された状態のとき、凸部７１Ｆに凸部６１Ｃが接触する。このとき、凸部６１Ｃおよび凸部７１Ｆの接触により、二次電池３６は、非接触充電用モジュール３５に向けて押圧される。このため、端子７３は端子７２に押圧された状態にて接触する。
【００４８】
プッシュロック機構８０は、ケース７１の側壁７１Ｂに設けられている。プッシュロック機構８０は、前後方向に移動するレバー部材８１と、レバー部材８１の前後方向の移動をガイドするアーム部材８２と、レバー部材８１を前方に付勢するコイルばね８３とを含む。
【００４９】
レバー部材８１は、側壁７１Ｂに取り付けられるとともに、平面視においてＬ字形状に形成されている。レバー部材８１の一端には、同部材８１が側壁７１Ｂに取り付けられた状態において、同側壁７１Ｂよりもケース７１の内部に向けて突出する突出部８１Ａと、コイルばね８３を配置するための凹部８１Ｂとが設けられている。レバー部材８１の他端には、レバー部材８１とアーム部材８２との相対的な移動を案内する案内溝８１Ｃが設けられている。
【００５０】
アーム部材８２の一端には、側壁７１Ｂに設けられた支持軸７１Ｇに嵌合する開口部８２Ａが設けられている。アーム部材８２の他端には、側壁７１Ｂに向けて突出するとともに、案内溝８１Ｃに挿入されるガイドピン８２Ｂが設けられている。アーム部材８２の開口部８２Ａが支持軸７１Ｇに嵌合することにより、アーム部材８２は支持軸７１Ｇを中心として回動する。
【００５１】
コイルばね８３は、その一端がケース７１の側壁７１Ｂに取り付けられ、他端がレバー部材８１の凹部８１Ｂに取り付けられる。コイルばね８３は、側壁７１Ｂに対してレバー部材８１が移動することにより伸縮する。
【００５２】
図８を参照して、二次電池３６をケース７１に挿抜させるときのレバー部材８１およびアーム部材８２の動作態様について説明する。また、図８において、図中の左側は、アーム部材８２を省略した図であるとともにレバー部材８１の移動とコイルばね８３の変形の態様を示し、図中の右側は、レバー部材８１の案内溝８１Ｃとアーム部材８２のガイドピン８２Ｂとの相対移動の態様を示している。以下では、ケース７１に対して二次電池３６が挿入される方向を「挿入方向」とし、挿入方向においてケース７１の開口部７１Ａが設けられる側を「手前側」とし、その反対側を「奥側」とする。
【００５３】
図８に示すように、案内溝８１Ｃは、スタンバイ溝９１と、第１案内溝９２と、保持溝９３と、解除溝９４と、第２案内溝９５とを含む。スタンバイ溝９１は、挿入方向に沿って延びている。スタンバイ溝９１は、二次電池３６（図７参照）が挿入されていないときにガイドピン８２Ｂが位置している。第１案内溝９２は、手前側に向かうにつれて上壁７１Ｅ（図７参照）に傾斜する傾斜形状に形成されている。第１案内溝９２は、スタンバイ溝９１から保持溝９３に向かうにつれてケース７１の外部に向けて傾斜する。保持溝９３は、第１案内溝９２の手前側の端部から奥側に向かい凹む凹形状に形成されている。保持溝９３には、挿入方向に沿うとともにガイドピン８２Ｂの下方への移動を規制する規制部９６が設けられている。解除溝９４は、規制部９６よりも手前側に延びている。第２案内溝９５は、解除溝９４から奥側に延びるとともにスタンバイ溝９１と連通する。
【００５４】
また、保持溝９３、解除溝９４および第２案内溝９５において、ガイドピン８２Ｂが挿入される方向の溝の深さはそれぞれ等しい。スタンバイ溝９１の上記深さは、上記保持溝９３等の上記深さよりも大きい。このため、第２案内溝９５とスタンバイ溝９１との間には、段差９７が形成される。
【００５５】
二次電池３６のケース７１への挿入態様および二次電池３６のケース７１からの抜去態様について説明する。
図８（ａ）に示すように、二次電池３６をケース７１への挿入を開始したとき、レバー部材８１は二次電池３６に接触するとともに同電池３６とともに奥側に移動する。これにともない、コイルばね８３（図７参照）は圧縮される。このとき、ガイドピン８２Ｂは、案内溝８１Ｃの奥側への移動にともないスタンバイ溝９１から段差９７に接触するとともに第１案内溝９２を移動する。そして、ガイドピン８２Ｂが第１案内溝９２よりも手前側に移動したとき、ガイドピン８２Ｂは保持溝９３に移動する（図８（ｂ）参照）。このとき、コイルばね８３の復元力によりレバー部材８１は手前側に移動しようとするがガイドピン８２Ｂが保持溝９３の奥側の端部に接触することによりレバー部材８１の手前側への移動が規制される。これにより、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとが嵌合するとともに、二次電池３６のケース７１への挿入が完了する。このとき、両端子７２，７３（図７参照）は電気的に接続されている。
【００５６】
図８（ｂ）に示すように、二次電池３６のケース７１への挿入が完了した状態から二次電池３６を奥側に移動させたとき、二次電池３６の奥側の移動にともないレバー部材８１は奥側に移動する（図８（ｃ）参照）。このとき、図８（ｃ）に示すように、ガイドピン８２Ｂは、案内溝８１Ｃの奥側への移動にともない保持溝９３から解除溝９４に移動する。そして、コイルばね８３の復元力によりレバー部材８１（二次電池３６）は手前側に向けて移動するとともに、ガイドピン８２Ｂは第２案内溝９５内を奥側に移動する。そして、ガイドピン８２Ｂは段差９７よりも奥側に移動してスタンバイ溝９１に移動する。これにより、凸部７１Ｃと凹部６１Ｂとの嵌合状態が解除されるとともに、二次電池３６がケース７１から抜き去られる。このとき、各端子７２，７３は電気的な接続が解除されている。
【００５７】
本実施形態によれば、第１実施形態において記載した効果（３）の他、以下の効果を奏することができる。
（５）本実施形態では、ケース７１に二次電池３６が挿入されたとき、ケース７１の凸部７１Ｆとハウジング６１の凸部６１Ｃとが接触することにより、各端子７２，７３は押圧状態にて接触する。このため、電池パック３３に外部衝撃が加わるようなことがあっても、各端子７２，７３が離間することを回避することができる。したがって、二次電池３６および非接触充電用モジュール３５の各端子７２，７３についてそれらの安定した電気的導通状態を維持することができるようになる。
【００５８】
（６）本実施形態では、二次電池３６のケース７１への挿入が完了した状態において、二次電池３６を奥側に押圧すると、コイルばね８３の付勢によりレバー部材８１が二次電池３６を押圧することにより、二次電池３６がケース７１から取り出される。したがって、プッシュロック機構８０により、二次電池３６のケース７１への挿入が完了した状態において、使用者が二次電池３６を奥側に押圧する作業のみにて二次電池３６をケース３４から取り出すことができる。すなわち、二次電池３６をケース３４から容易に取り出すことができる。
【００５９】
（その他の実施形態）
本発明の電池パックの具体的な構成は、上記各実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００６０】
・第１実施形態において、雌型コネクタ６２を非接触充電用モジュール３５に設け、雄型コネクタ４２を二次電池３６に設けることもできる。
・第１実施形態において、電池パック３３からケース３４を省略することもできる。この場合、非接触充電用モジュール３５が二次電池３６に取り付けられたユニットが携帯電話１に組み込まれる。この場合においても、第１実施形態の効果（１）および（２）を奏することができる。
【００６１】
・第２実施形態において、側壁７１Ｂに凹部６１Ｂを設け、二次電池３６のハウジング６１に凸部７１Ｃを設けることもできる。この場合においても、第２実施形態の効果（４）を奏することができる。
【００６２】
・第２実施形態において、二次電池３６のハウジング６１の凹部６１Ｂに代えて、非接触充電用モジュール３５の磁性シート４３に凹部６１Ｂを設けることもできる。この場合、ケース７１の凸部７１Ｃは、上記凹部６１Ｂに対応する位置に設けられる。これにより、非接触充電用モジュール３５がケース７１に対して着脱可能に取り付けられることとなる。またこの場合、二次電池３６の端子７３は、非接触充電用モジュール３５の端子７２と同様の形状、すなわち、非接触充電用モジュール３５に向けて延びる端子台と、この端子台に設けられた接続部とが設けられている。一方、端子７２は、二次電池３６の端子７３と同様の形状、すなわち、端子７３に向けて突起する突状に設けられている。またこの構成では、ケース７１に二次電池３６を挿入した後、非接触充電用モジュール３５を挿入する。ケース７１に二次電池３６および非接触充電用モジュール３５がそれぞれ挿入されたとき、各端子７２，７３は押圧状態にて接触する。
【００６３】
・また、二次電池３６のハウジング６１および磁性シート４３のそれぞれに凹部６１Ｂを設けることもできる。この場合、ケース７１には、ハウジング６１の凹部６１Ｂおよび磁性シート４３の凹部６１Ｂのそれぞれに対応した位置に凸部７１Ｃが設けられる。
【００６４】
・第３実施形態において、二次電池３６のハウジング６１の凸部６１Ｃに代えて、非接触充電用モジュール３５の磁性シート４３にケース７１に向かい突出する凸部を設けることもできる。この場合、ケース７１の凸部７１Ｆは、ケース７１の上記凸部に対応した部位に設けられる。これにより、非接触充電用モジュール３５がケース７１に対して着脱可能に取り付けられることとなる。この場合においても、第３実施形態の効果（５）および（６）を奏することができる。
【００６５】
・本発明にかかる電池パックは、上記各実施形態にて例示した携帯電話１の他、携帯ゲーム機、電動歯ブラシ、デジタルカメラ、腕時計、コードレス電話機、電気かみそり、ノートパソコン等の種々の電気機器に適用することもできる。
【００６６】
・上記各実施形態では、充電装置２を用いて、携帯電話１の二次電池３６を非接触充電によって充電する非接触式充電装置に適用したが、非接触式充電装置に限らず、電子機器間において非接触に電力を伝送する機器に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１１…１次側コイル、３３…電池パック、３４…ケース、３５…非接触充電用モジュール、３６…二次電池、４０…２次側コイル、４５…接続ピン（端子）、６１Ｂ…凹部（押圧手段）、６１Ｃ…凸部（押圧手段）、６３…ピン受部（端子）、６４…突起（押圧手段）、７１…ケース、７１Ｃ…凸部（押圧手段）、７１Ｆ…凸部（押圧手段）、７２…端子、７３…端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側コイルと対向するように配置されることでその１次側コイルの交番磁束により起電力を発生する２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールと、この非接触充電用モジュールに着脱可能に取り付けられて前記２次側コイルの起電力により充電される二次電池とを備え、前記二次電池および前記非接触充電用モジュールにはそれらが取り付け状態であるときに接触して両者を電気的に導通させる端子がそれぞれ設けられる電池パックにおいて、
前記二次電池が前記非接触充電用モジュールに取り付けられたときに、それらの各端子を押圧状態にて接触させそれらを電気的導通状態に維持する押圧手段を備える
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
前記二次電池および前記非接触充電用モジュールの各端子のいずれか一方は接続ピンであり、他方は前記接続ピンと接触するピン受部であり、
前記押圧手段は、前記ピン受部に形成され、前記接続ピンが前記ピン受部に接続されるときに弾性変形してその弾性力により前記接続ピンを押圧する突出部である
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
前記二次電池および前記非接触充電用モジュールが挿入されるケースをさらに備え、
前記押圧手段は、
前記二次電池および前記非接触充電用モジュールの少なくとも一方と前記ケースとに選択的に設けられ、前記二次電池および前記非接触充電用モジュールが挿入されてそれらの端子が接触するときに嵌合する凸部および凹部を含み、これら凸部および凹部はその嵌合に伴って前記両端子が押圧状態となるようにその位置関係が設定されてなる
請求項１に記載の電池パック。
【請求項１】
１次側コイルと対向するように配置されることでその１次側コイルの交番磁束により起電力を発生する２次側コイルを内蔵した非接触充電用モジュールと、この非接触充電用モジュールに着脱可能に取り付けられて前記２次側コイルの起電力により充電される二次電池とを備え、前記二次電池および前記非接触充電用モジュールにはそれらが取り付け状態であるときに接触して両者を電気的に導通させる端子がそれぞれ設けられる電池パックにおいて、
前記二次電池が前記非接触充電用モジュールに取り付けられたときに、それらの各端子を押圧状態にて接触させそれらを電気的導通状態に維持する押圧手段を備える
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックにおいて、
前記二次電池および前記非接触充電用モジュールの各端子のいずれか一方は接続ピンであり、他方は前記接続ピンと接触するピン受部であり、
前記押圧手段は、前記ピン受部に形成され、前記接続ピンが前記ピン受部に接続されるときに弾性変形してその弾性力により前記接続ピンを押圧する突出部である
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
前記二次電池および前記非接触充電用モジュールが挿入されるケースをさらに備え、
前記押圧手段は、
前記二次電池および前記非接触充電用モジュールの少なくとも一方と前記ケースとに選択的に設けられ、前記二次電池および前記非接触充電用モジュールが挿入されてそれらの端子が接触するときに嵌合する凸部および凹部を含み、これら凸部および凹部はその嵌合に伴って前記両端子が押圧状態となるようにその位置関係が設定されてなる
請求項１に記載の電池パック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６９４１０（Ｐ２０１２−６９４１０Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３９５０（Ｐ２０１０−２１３９５０）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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