JP2005050795A

JP2005050795A - 移動端末用のプラグ接続具

Info

Publication number: JP2005050795A
Application number: JP2004187968A
Authority: JP
Inventors: Frank Homann; ホーマンフランク; Michael Bothe; ボーテミハエル
Original assignee: Friwo Geraetebau GmbH
Current assignee: Friwo Geraetebau GmbH
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-02-24
Also published as: CN1591998A; DE20309812U1; US7121899B2; WO2004114472A1; US20050020133A1; EP1636881A1; CN100524968C

Abstract

【課題】本発明は、移動端末用のプラグ接続具に関し、既知の解決方法の問題点を克服する改良プラグ・システムを提供する。
【解決手段】本発明によれば、移動端末の内部に設けられ、本線電圧を伝える電力線を介してまたは本線電圧に接続する従来の電力線に連結可能なカップリング・ピースを介して本線電圧が供給される電源ユニットを電気的に接続するためのプラグ接続具が提供される。プラグ・コネクタとレセプタクルからなるプラグ・システムを介して、望ましくは可とう電力線を電源ユニットに接続可能であり、前記プラグ・システムは、ＩＥＣ３２０に準拠したプラグ・システムよりも小さくし、かつ接点と取扱い安全に関する該当する基準を満たす適当な大きさの寸法を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動端末用のプラグ接続具に関する。

今日、移動端末は総じて外付けの電源供給用品を用いて電力を得ている。このため、通常、壁のソケットにはめこむ型の電源供給用品や卓上型のユニットが使用されている。どちらの型のデバイスも安全のため過度なほど低い電圧を発生し、この電圧は出力線とコネクタ・システムを介して端末に接続される。また、卓上型ユニットは、本線電圧を供給するために、通常、取外し可能なＡＣ電力線を有する。さらに、特許文献１により、端末の電源供給用のユニットが自己の（出力）プラグに組み込まれている電圧変換デバイスが知られている。これによれば、出力線での電圧低下と効率係数が大きく向上する。

移動端末（例えば、ＵＭＴＳ携帯電話）にエネルギーを供給する必要性が増したことにより、また、充電時間短縮の要望により、さらには、リチウム−ポリマー・バッテリ等の低セル電圧のバッテリの使用により、充電電圧の許容範囲に対する要求が複雑化し、増大している。１％を超える電圧変動は、バッテリが十分に充電されないという問題や、使用可能な動作時間を完全に使用できないという問題、バッテリが過充電になるという問題、製品の寿命期間が著しく短くなるという問題をもたらす。従来の同軸コネクタは、製造者のデータシートによれば、通例、３０ｍΩの過渡抵抗をもつ。したがって、充電電流が１.５Ａの場合、出力電圧の約４５ｍＶの低下がプラグで起きている。充電電圧を通例の４.１Ｖとすれば、これは許容値１％を超えている。

さらに、ユーザの使用勝手をよりよくするために、旅先に電源供給用のデバイスを持参せずにすむよう、電気ひげそり器と同じように電源供給用品を端末に組み込むという要望が多々ある。この場合、接続はＩＥＣ３２０Ｃ７／Ｃ８に準拠したコネクタ、いわゆる電気ひげそり器用コネクタを介して行われる。このコネクタ・システムは２.５Ａを供給可能なので、最大約７０Ｗまでの低電流供給に広く使用されている。
国際公開第９９／４３０７４号パンフレット

しかし、携帯電話、ＭＰ３プレーヤ、ＰＤＡ、携帯ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ等の必要な電力が１０Ｗ未満である特に小型の用途の場合、このプラグ・システムはスペースを大きくとりすぎる。

本発明の基となる課題は、上記の問題を克服するプラグ・システムを提供することである。

この課題は、低電流または低バッテリ・セル電圧を供給する電源として、より望ましくは組み込み型のバッテリ・システムを備える移動端末用、特に携帯電話用のプラグ・コネクタを提供することにより解決される。端末の電源供給は、本線電圧、具体的には２４０ＶＡＣを、電力線を介して供給される組み込み型の電源ユニットによって行われる。より望ましくは可とう電力線をコネクタ・システムによって電源ユニットに接続してもよい。このコネクタ・システムは、ＩＥＣ３２０に準拠したコネクタ・システムよりも小さくしてあるが、接点と取扱い安全に関する該当する基準を満たすように適当な寸法をもたせる。

本発明の意味において、「電源ユニット」という用語は、端末の各電子ユニットに直接、電源供給するための端末の変圧器、例えば、変圧器または圧電変圧器を意味する。また、端末のバッテリ充電ステーションに電源供給するための変圧器を意味する。

端末は、低電流（または低バッテリ・セル電圧）のエネルギー供給には組み込み型のバッテリ・システムを備えることができ、端末の各電子ユニットに直接、電源供給する場合には、電源ユニット（バッテリ・システムなし）を備えることができる。

端末は、ディクタフォン（dictaphone）、ノートブック・コンピュータ、電気かみそり器、携帯電話、コードレス電話等の既知のどのような移動端末でもよい。

本発明の要点は、プラグとレセプタクル（ソケット）からなる、２４０ＶＡＣの定格電圧及び最大０.５Ａの定格電流に適する小型化したプラグ接続具を提供することであると理解されるであろう。具体的には、デバイス用ソケットの好適な実施形態は、特に省スペース化して移動端末へ組み込むことができる。そのため、端末内のバッテリの充電ユニットに直接接続できる組み込み型の電源供給部を実現することができる。電源供給部は、低電圧プラグ・コネクタまたは出力線において電圧低下がない。さらに、安全な距離と接点保護の要求条件を満たしている。さらに、本構成の全効率係数は向上する。

既知のＩＥＣ３２０電力線から本発明によるプラグ接続具への過渡的手段として、ハンディなカップリング・ピースを提案する。このカップリング・ピースは、本発明による電力線を、例えば、従来のＩＥＣソケットを有する卓上ユニットに接続する場合にも利用できる。したがって、別途に電力線を用意する必要がなくなる。移動端末のユーザは前記カップリング・ピースを用意するだけでよい。

さらにほかの実施形態が従属クレームに記載されるが、これらの実施形態の特徴についてここで明示的に述べることにする。

本発明の実施形態は各図に詳細に示される。各図は次のものを示している。

図６は従来技術を示している。図６Ａは、変圧部Ｔ１、可とう電力線ＮＬ及び低電圧同軸出力プラグＫＳを有する壁ソケットはめ込み型の電源供給用品を示す。図６Ｂには、電力線ＮＬとＩＥＣ３２０プラグ・コネクタ・システム（Ｃ７はプラグを示し、Ｃ８はレセプタクルを示す。それぞれ二極である）により本線電圧に取外し可能に結合される卓上電源ユニットＴ２が示される。出力側では、同軸出力プラグＫＳで低電圧が供給される。図６Ｃには、ほかの既知の変形物が示される。これはいわゆる出力プラグ電源というものであり、電力線ＮＬの端部に本線電圧アダプタまたは変圧器部Ｔ３が構成され、同軸プラグＤＳを介して出力電圧を変圧器部Ｔ３の筐体に直接集めることができる。

同軸プラグＫＳで供給される電圧の質にはすでに述べた制約がある。すなわち、プラグ・コネクタの過渡抵抗が、多くの場合に許容できないほどの、少なくとも不利益であるような電圧低下を伴う。

ＩＥＣ３２０に準拠したＣ７コネクタ・プラグ（Ｃ８レセプタクル用）と比較させて、本発明によるコネクタ・プラグを図１Ａに示す。寸法は大幅に縮小してあるが、同じ電気取扱い上の安全性を有する。既知の絶縁性材料から製造できるコネクタ・プラグ２０のプラグ・ファネル２１内には、本発明による、レセプタクル１０に対する位置及び電極の正しい差し込みを確実にするためのガイド用リッジ２３があるのが見てとれる。レセプタクル１０は図１Ｃに見ることができる。プラグ・ファネル２１は長方形の断面をもつ。しかし、ここでは一例としてこの形を示しているのであり、ＩＥＣ３２０のタイプでも様々な形式があるように（例えば、三極のＣ５／Ｃ６や二極のＣ７／Ｃ８）、楕円形、円形またはほかの別の形の開口をもつプラグ・ファネルも本発明により提供できる。

コネクタ・プラグの接続ピン２２は長方形の断面をもつが、円形断面も本発明の構成に属する。コネクタ・プラグ２０の下部には、固定用スパイク２６とコンタクト・ワイヤ２４が付いているのがわかるが、これらも実施例、特に（はんだ接点接合の形での）回路基板搭載に適した実施例を示すものである。もちろん、コネクタ・プラグの接続ピン２２からコンタクト・ワイヤ２４を介して（図２Ａの断面図を参照）端末の次の電気的ユニット（電源またはバッテリ部）への接続も、既知のどのような方法によっても形成できる。このような接続だけでなく、端末内にコネクタ・プラグを固定することも既知の方式により実施できる。例えば、スナップイン固定、端末筐体内（射出成形ツール内）への組み込み、ねじによる固定、そのほかの既知の組立て方法をここで挙げることができる。コネクタ・プラグ２０は、筐体内にまたは筐体開口の外縁にはめ込むことができる長方形横置きのフランジ２５を有する。

これに関して、可能な実施形態はＩＥＣコネクタ・プラグまたはソケットの組立て方法と同じである。比較のため、ＩＥＣのコネクタＳを図１Ａの左側に示す。このプラグはダブル・ノッチの電力線に適応するため、電力線への二つのコア・コンタクトに対応して二つのガイド用リッジ２３’と二つの接続ピン２２’を含む。さらに、機械的な固定のためのスナップ固定具２６’の一部が見てとれる。

図１Ｂにおけるコネクタ・プラグ２０は、図１によるレセプタクル１０に合わせるものであり、ここでは回路基板１５０上の搭載のための実施例が提示されている。

図１Ｃと図２Ａ〜図２Ｃは、主にレセプタクル１０を示す。このレセプタクルは、比較的長いレセプタクル本体１１によって特徴づけられる。比較的剛性のまたは堅固な絶縁材料から形成されるレセプタクル本体１１は、（図面では）二本の絶縁導線からなる線として形成される可とうＡＣ電力線ＮＬの端部ＥＡ内にひずまないように取り付けられる。

図２Ａと図２Ｃは、それぞれ断面図として、レセプタクル１０を示し、図２Ａ（図１Ｂに対応する）では、コネクタ・プラグ２０の断面図も示されている。コネクタ・プラグ及びレセプタクルを製造するための材料に関しては、ここでは従来の既知のものを選択すればよいので、当業者にさらに詳細な説明をする必要はない。

ＡＣ電力線ＮＬの端部ＥＡにレセプタクル１０がひずみ緩和体とともに挿入されることは重要である。レセプタクルの電気的接点はブレード・コンタクト１４として形成される。前記ブレード・コンタクトは、ピン・レセプタクル１２のチャネル中に比較的深くはめ込まれる。レセプタクル１２のチャネルは、プラグ・コネクタの接続ピン２２に応じて、円形または長方形の断面をもつように形成される。レセプタクル内のコンタクト１４も、言うまでなく、プラグ・コネクタの接続ピン２２を収容するためにコンタクト・スリーブのような円筒形状をもつように、またはそのほかのいかな方法によっても形成できる（例えば、ＩＥＣ３２０によるＣ１１／Ｃ１２とＣ７／Ｃ８の違いを参照）。ブレード・コンタクトは、レセプタクル内で電力線の導線１４’に接続される。断面図では、絶縁材料で作られ、ひずみ緩和体１９としての形状に成形されている本体が見てとれる。この内部に、ＡＣ電力線の導線１４’とその絶縁被覆がひずまないように埋め込まれる。

ピン・レセプタクル１２のチャネルはブレード・コンタクトに突き当たるまでかなり大きな深さがある。このことは、接点保護のために、所望の電圧レベルで順守しなければならない安全な距離をとるために重要な特長である。コネクタ・プラグ２０のインサーション・ファネル２１は、これに応じた深さに形成される。

図３Ａと図３Ｂは、ＩＥＣ３２０ＡＣ電力線と小型化プラグ・コネクタをつなぐ二極カップリング・ピース３０（アダプタ・プラグ）を二つの図で示す。プラグ部１１は、図１Ｃのものと同一である。電力線に接続するプラグＳは、二芯ダブル・ノッチ線に適応する。もちろん、本発明の実施例から、カップリング・ピース３０を三芯電力線に合うように、対応するＩＥＣタイプの実施形態とプラグ部の対応形状をもつように成形することもできることは明らかである。この場合、図３による実施例は、カップリング・ピースの一つの特定の実施形態に限定して捉えてはならない。

図４では、二芯電力線ＮＬと出力プラグ・デバイスＴ３’をつなぐ接続具として、小型化プラグ・システムが形成される様子が示される。電力線は、消費側で（端末側で）図１Ｃによる実施形態をとるレセプタクル１０に終端する。デバイスＴ３’側のコネクタ・プラグ２０は、レセプタクルに相応して形成され、図１Ａの実施形態に相当する。本図の主題は電力線でのプラグ・システムの形成を図示することにあるため、デバイスＴ３’は同軸プラグＫＳを備えるが、この特定の種類のプラグ接続具も一例として捉えなければならない。

図５に小型化プラグ・システム２０の付いたフロント・エンドＡＣ／ＤＣモジュール１３０’（右側）を示す。図示された二つのプラグ（ＩＥＣ３２０２に準拠したＩＥＣコネクタ・プラグＳとＩＥＣプラグ２０）は、形状及び実施形態において図１Ａの説明図に適合する。説明をここで繰り返す必要がないように、参照記号は図１Ａの場合と同様に付けてある。

この説明図から、具体的にコネクタ・プラグ２０がユニット１３０’内で必要とするスペースの小ささが明らかになる。電源供給系統とプラグ・コネクタ・システムを小型化しなければ、電子ユニットの小型化は進まないことは明白である。

本発明によるプラグとＩＥＣデバイス・プラグを示す図プラグ及びレセプタクルの断面図レセプタクル・タイプＣ７及び小型化プラグ接続具を有するＩＥＣ３２０用のカップリング・ピースを示す図出力プラグ・デバイスに接続する小型化プラグ接続具を示す図小型化プラグ接続具を有するフロント・エンドＡＣ／ＤＣモジュールを示す図従来技術として、Ａ）壁ソケットはめ込みプラグ・デバイス、Ｂ）卓上ユニット、Ｃ）出力プラグ電源ユニットを示す図

符号の説明

１００端末
１３０、１３０’ 電源ユニット（端末内の電源またはバッテリ部）
１５０回路基板
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ３’ 変圧部
Ｓ２ノッチ・レセプタクルＣ８用のＩＥＣコネクタ・プラグ
Ｃ７、Ｃ８ＩＥＣ３２０プラグ、ＩＥＣ３２０レセプタクルの二芯２ノッチ実施形態
ＮＬ可とう二芯電力線（円形または平形）
ＥＡ終端部
ＫＳ従来の同軸プラグ
１０プラグ・レセプタクル（雌プラグ・ソケット）
１１レセプタクル本体
１２ピン・レセプタクル
１３ガイド用ノッチ
１４ブレード・コンタクト、接点リード
１４’ 電力線の導線
１９ひずみ緩和体
２０コネクタ・プラグ（雄）
２１プラグ・ファネル
２２接続ピン
２３ガイド用リッジ
２４コンタクト・ワイヤ
２５フランジ
２６固定用スパイク
２７はんだピン
３０カップリング・ピース

Claims

移動端末の内部に設けられ、本線電圧を伝える電力線を介してまたは本線電圧に接続する従来の電力線に連結可能なカップリング・ピースを介して本線電圧が供給される電源ユニットを電気的に接続するためのプラグ接続具であって、
プラグ・コネクタとレセプタクルからなるプラグ・システムを介して、望ましくは可とう電力線を電源ユニットに接続可能であり、前記プラグ・システムは、ＩＥＣ３２０に準拠したプラグ・システムよりも小さくし、かつ接点と取扱い安全に関する該当する基準を満たす適当な大きさの寸法を有する。
前記レセプタクルは、レセプタクル本体と電力線の終端部またはカップリング・ピースのレセプタクル本体の終端部とからなり、前記レセプタクルの長さと前記レセプタクル内部の接点に突き当たるまでのピン・レセプタクルのチャネルの深さとは、接点の安全性と電気的強度についての規定を満たすように寸法が決められる、請求項１に記載のプラグ接続具。
前記コネクタ・プラグは、レセプタクル本体の長さに相当するプラグ・ファネルを有する、請求項２に記載のプラグ接続具。
前記コネクタ・プラグは、前記端末のバッテリ・システムへの電気的入力のためのコネクタ・プラグとして直接形成される、請求項１に記載のプラグ接続具。
前記端末内の前記コネクタ・プラグの固定は、スナップイン固定として形成される、請求項１に記載のプラグ接続具。
前記端末内の前記コネクタ・プラグの固定は、回路基板に搭載される組み込みコネクタ・プラグとして形成される、請求項１に記載のプラグ接続具。
前記レセプタクルは、組み込みレセプタクルとして形成される、請求項１に記載のプラグ接続具。
前記レセプタクルは、電力線の終端部として形成される、請求項１に記載のプラグ接続具。
前記レセプタクルは、前記電力線の終端部に組み込まれるひずみ緩和体を備える、請求項８に記載のプラグ接続具。
前記カップリング・ピースは、ＩＥＣ３２０に準拠したレセプタクルと本発明のレセプタクルをつなぐ接続具として提供される、請求項１に記載のプラグ接続具。
前記カップリング・ピースは、ＩＥＣ３２０のタイプＣ８に準拠したレセプタクルと本発明のレセプタクルをつなぐ接続具として提供される、請求項１０に記載のプラグ接続具。
端末は電話、望ましくは携帯電話である、請求項１に記載のプラグ接続具。