JP4845252B2 - Portable information equipment - Google Patents

Description

【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の携帯情報機器における端子部の構成において、電池パック２１０を装着した状態で本体部２０１に対して電池パック２１０の相対位置関係が変化すると、通常はスプリング２０６が圧縮又は伸長することでプランジャー２０７が追従し、端子の当接状態が継続される。しかしながら、この構成の系は上記の式（１）から求められる共振周波数ｆ1 を有するため、外部よりこの共振周波数ｆ1 と一致する強制振動が加わるとスプリング２０６の振幅が最大となる。
【０００９】
この種の電池パック付の携帯情報機器は、通常は手に持って使用するため、時には誤って地面に落とす場合があり、特に道路のアスファルト上やコンクリート上に落下した場合は、本体部側端子及び電池側端子などの端子部を含む機器全体に大きな衝撃加速度が作用する。
【００１０】
一般に、使用者が誤って携帯情報機器を落下させた場合、携帯電話機の場合は下ケースや上ケース、アンテナ、表示部等の破損を招く場合も有るが、製造業者はこのような不測の事態を想定し、１〜１．５ｍの高さから落下させても破損、故障しないように筐体剛性や強度を高めた機器を開発している。
【００１１】
しかしながら、前記共振周波数ｆ1 と合致した周波数の外力が上記の落下時などに作用すると、スプリング２０６は電池パック２１０の相対位置の変化とは全く関係なく伸長と圧縮を繰返し、伸長するときは電池側端子２１１への付勢力が増大し圧縮するときは減少する。スプリング２０６が圧縮したときに、付勢力が零となった場合には電池側端子２１１とプランジャー２０７とが当接されていない状態となり、両者が電気的に分断されてしまう。この分断によって電池パック２１０から本体部２０１への電源の供給が短時間だけ停止（瞬断）するため、機器筐体が破損せずとも機器の表示部に表示された文字や表示部の表示灯が消えることがあった。
【００１２】
このような場合、使用者は再度電源をＯＮにするための操作をすることで機器の動作を回復させていたが、このとき使用者には故障したと誤認識させてしまうことがあった。また、文字や数字等の入力中に電源断があると、入力した情報が消えてしまうため再入力が必要であった。特に近年、この種の携帯情報機器を用いてデータ通信が行われるようになってきている。このデータ通信中に前述した瞬断が発生すると、データの破損を招くおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、落下時に作用する衝撃加速度などによって生じる外部振動による接点部の接続解除を防止でき、電源の瞬断や信号の欠落を防止することが可能な接点端子を備えた情報機器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、基板と、導電性を備え、前記基板に接する根元部と、前記根元部に対して少なくとも２つに分断された先端部と、前記分断された一方の先端部に設けられた第１接点片と、前記分断された他方の先端部に設けられた第２接点片と、を有し、前記第１接点片及び前記第２接点片がバネ性を備える端子と、少なくとも１つの電極ランドを有する電池パックと、を備え、前記第１接点片及び前記第２接点片は前記電極ランドに当接可能であり、前記第１接点片のバネ定数が前記第２接点片のバネ定数と異なる、携帯情報機器を提供する。
【００１５】
第２に前記電極ランドは、正極用又は負極用として使用される。また、第３に前記電池パックは電池セルを有し、前記電極ランドは前記電池セルに接続される。さらに、第４に前記電極ランドは平面を有し、前記第１接点片及び前記第２接点片は、前記平面において前記電極ランドに当接可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の実施形態に係る情報機器としての携帯電話機の構成を示す断面図である。携帯電話機の本体部は、上ケース１と下ケース２とを係合してなる筐体３により構成される。筐体３内には、高周波信号を送信又は受信する送受信兼用のものであって伸縮可能な棒状のアンテナ４、ダイバシチ受信用アンテナ５、音声を出力するレシーバ６、文字や記号などを表示部する液晶表示部７、文字や記号などが印刷されたキーシート８、送話器９、本体プリント基板１０などが収容されている。
【００２８】
上ケース１には、レシーバ６より発生した音声を筐体外に導く音孔１２、キーシート８の突起１３が挿入され外部へ露出するようこの突起１３に対応して同位置に形成されたキー穴１４、液晶表示部７の大きさと同等な開口１５などが設けられている。この開口１５には透明窓１６が装着されて蓋がなされており、使用者が液晶表示部７に表示される文字、記号等を認識、判読できるようになっている。
【００２９】
本体プリント基板１０の裏面（下ケース側の面）の図中上側には、電圧で発信周波数を制御する発振器（ＶＣＯ）や周波数を安定制御する温度補償水晶発信器（ＶＣ−ＴＣＸＯ）、複数の抵抗器、コンデンサなどが実装され、ローノイズアンプやファーストミキサなどからなる受信回路部１７が形成されている。また、受信回路部１７と並んで変調器、パワーアンプ（ＰＡ）、複数の抵抗器、コンデンサなどが表面実装されて送信回路部１８が形成されている。これらの受信回路部１７や送信回路部１８は、上部に外部からの電磁波の侵入を防止する樹脂製のシールドケース１９が装着され、周囲が覆われてシールドされている。また、本体プリント基板１０の裏面下側には、電池パック１１に内蔵された電池側端子２０と当接して導通し、電源が供給される本体部側端子２１が正極及び負極用に２つ実装されている。
【００３０】
シールドケース１９は、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンなどの樹脂材料で成形され、表面には無電解銅メッキが施されることにより電磁波の通過が阻止される構造となっている。さらにその表面には無電解ニッケルメッキが施されて無電解銅メッキの防錆処理がなされている。
【００３１】
また、下ケース２の図中下側には、凹部空間による電池収納部２５が形成されている。この電池収納部２５には、外付けユニットの一態様としての電池ユニットを構成する、電源供給用の電池パック１１が収納され、筐体３の外面に装着されるようになっている。そして、電池収納部２５の図中上部には下ケース２に対し摺動可能にフック２６が装着され、電池パック１１の一端外側にはフック２６の係止爪２７と係合する係合溝２８が形成されている。また、電池パック１１の他端には引掛け爪２９が突設され、電池収納部２５の図中下部にはこの引掛け爪２９と係合する係合凹部３０が設けられている。
【００３２】
次に、本発明の第１実施形態に係る端子部の構成について図２及び図３を用いて詳述する。図２は第１実施形態における本体部側端子の構成を示す斜視図、図３は第１実施形態における電池パックが装着された状態での本体部側及び電池側端子部近傍の局部断面図である。本実施形態では本体部側端子２１において接続解除防止手段が構成される。
【００３３】
図２に示すように、本体部側端子２１は、ばね状端子であり、樹脂で成形されたハウジング部３１と、このハウジング部３１の中に一部が収容保持された接点ばね３２とを有して構成される。ハウジング部３１は、接点ばね３２の中央側を保持するための保持部３３と、接点ばね３２の先端の係止片３４が係止され接点ばね３２が引出されるのを防止する係止部３５とを有し、底部には本体プリント基板１０の位置決め穴３６（図３に図示）に挿入されて位置決めされるボス３７が２本立設されている。
【００３４】
接点ばね３２は、りん青銅やベリリウム銅など可撓性と導電性を有する導電性板材料のばね用板材をプレス加工によって成形し、２次加工で外表面に金メッキを施して形成される。この接点ばね３２は根元部に対し先端部が第１接点片３８（図中奥側）と第２接点片３９（図中手前側）との２片に分断されており、第１接点片３８と第２接点片３９とはほぼ等幅で互いの曲げ位置が異なっている。
【００３５】
すなわち、第１接点片３８は、ハウジング部３１の底面と平行（水平）に形成された根元部より上方に９０度折り曲げられた（Ａ点）のち、さらに上方斜め方向に約４５度に曲げられ（Ｂ点）、さらにその先端では約９０度に折り曲げられて（Ｃ点）第１の接点部４１が形成されている。これに対し第２接点片３９は、根元部より上方に９０度折り曲げられた（Ｄ点）のち、さらに水平方向に９０度折り曲げられ（Ｅ点）、さらにその先端側で逆方向（上方斜め方向）に約６０度に曲げられ（Ｆ点）、さらにその先端では約８０度に折り曲げられて（Ｇ点）第２の接点部４２が形成されている。
【００３６】
第１接点片３８と第２接点片３９とはＡ点又はＤ点からＢ点又はＥ点の間で分断され、各々の接点片３８，３９は曲げ位置及び頂部の接点部４１，４２までの長さが異なるようにすることでばね定数を異ならせている。第１実施形態では、第１接点片３８のばね定数を０．９８［Ｎ／ｍｍ］、第２接点片３９をその１／２（０．４９［Ｎ／ｍｍ］）に設定している。これらの接点片３８，３９を１自由度系の振動モデルに置換えると、共振周波数は前述の［従来の技術］で示した（１）式で求められるので、第２接点片３９に対し第１接点片３８は約１．４倍となり、共振周波数が異なることは明白である。
【００３７】
また、図３に示すように、図２のように構成された本体部側端子２１は、正極及び負極用に２つが紙面垂直方向に並んで本体プリント基板１０に表面実装され、第１接点片３８及び第２接点片３９の接点部４１，４２は下ケース２に形成された端子口４３より幾分突出するように配置されて下ケース２の電池収納部２５内側に収容されている。
【００３８】
電池パック１１の内部には、箱状の電池セル４４とこの電池セル４４に接続された電池側端子２０とが設けられている。電池側端子２０は、表面に正極又は負極用の電極ランド４５が形成された電池用プリント基板４６によって構成される。この電極ランド４５は、電池パック１１の外装体の開口４７から外部に露呈しており、電池パック１１を筐体３の下ケース２に装着したときに本体部側端子２１の接点部４１，４２と当接する位置に設けられている。
【００３９】
次に、本実施形態における端子部の作用について説明する。電池パック１１の引掛け爪２９を下ケース２の係合凹部３０に係合させ、フック２６を移動させて係止爪２７を電池パック１１の係合溝２８に係合させることで、電池パック１１を下ケース２の電池収納部２５に装着する。このとき、電池用プリント基板４６が第１接点片３８及び第２接点片３９を押圧して所定量撓ませた状態となる。この状態で、各々の接点片３８，３９は撓んだ分だけ弾性による反発力を有し、電池パック１１の引掛け爪２９を下ケース２の係合凹部３０の側壁に密着させるとともに、電池用プリント基板４６の電極ランド４５を付勢した状態で当接し、両者が密接して電気的に接続される。
【００４０】
このような状態の携帯電話機が落下したときの衝撃加速度Ｑは、地面にぶつかった時の速度をＶ0 、この速度Ｖ0 が零になるまでの時間をΔＴとすると、次の式（２）から導かれる。
Ｑ＝Ｖ0 ／ΔＴ …（２）
【００４１】
例えば、１ｍの高さから落下させた時、機器に１００Ｇ（９８０ｍ／ｓ² ）の衝撃加速度が生じたとすれば、ΔＴは４．５×１０^-3秒（２２０Ｈｚ）となる。このとき、第１接点片３８の共振周波数が２２０Ｈｚであっても、第２接点片３９の共振周波数が１６０Ｈｚとなるので、それぞれの接点片３８，３９が電極ランド４５より同時離れないようになっている。また、第２接点片３９の共振周波数が２２０Ｈｚであっても同様に、第１接点片３８の共振周波数が異なるので、両接点片３８，３９が電極ランド４５から同時に離れないのは容易に推察できる。
【００４２】
このように本実施形態では、接点片による端子接続部において、２つの接点片を設けて両者のばね定数を異ならせることで、接点片の一方の当接が解除されても他方が当接して常に本体部側端子と電池側端子との接続が保持される状態にすることができ、複数の接点部の同時離接を防止可能となっている。この構成により、常にいずれかの本体部側端子が電池側端子と当接して電気的な接続が継続され、従来の機器で生じていたような電源供給の瞬断を回避することが可能な接点端子を備えた情報機器を実現できる。
【００４３】
［第２実施形態］
図４は本発明の第２実施形態における本体部側端子の構成を示す斜視図である。第２実施形態では本体部側端子の他の構成例を示す。
【００４４】
第２実施形態の本体部側端子は、第１実施形態のものと接点ばねの形状が幾分異なり、外側から見て３つの接点片を有した構成となっている。本体部側端子５１は、樹脂で成形されたハウジング部５２と、このハウジング部５２の中に一部が収容保持された接点ばね５３とを有して構成される。ハウジング部５２は、接点ばね５３の中央側を保持するための保持部５４と、接点ばね５３の先端の係止片５５が係止され接点ばね５３が引出されるのを防止する係止部５６とを有し、底部には本体プリント基板１０の位置決め穴に挿入されて位置決めされるボス５７が２本立設されている。
【００４５】
接点ばね５３は、りん青銅やベリリウム銅など可撓性と導電性を有するばね用板材をプレス加工によって成形し、２次加工で外表面に金メッキを施して形成される。この接点ばね５３は根元部に対し先端部が中央部と両端部とに分断され、中央の第１接点片５８と両端の第２接点片５９ａ，５９ｂとが形成されている。なお、これらの第１接点片５８と第２接点片５９ａ，５９ｂの曲げ位置は同じになっている。
【００４６】
このような構成の場合、第１接点片５８と第２接点片５９ａ，５９ｂのばね定数の違いはその板幅の比率で決定される。すなわち、第１接点片５８に対して第２接点片５９ａ，５９ｂの合計の板幅が広く形成され、ばね定数が大きく設定されている。なお、第２実施形態の本体部側端子５１は、板幅が狭く剛性が弱い第１接点片５８が板幅が広く剛性が強い第２接点片５９ａ，５９ｂによって囲まれているので、製造工程において作業者が第１接点片５８に不意に触れて変形を招く事態を防止することができる。
【００４７】
第２実施形態においても第１実施形態と同様に、接点片による端子接続部において、複数の接点片を設けて両者のばね定数を異ならせることで、常にいずれかの本体部側端子が電池側端子と当接して電気的な接続が継続されるようにすることができ、電源供給の瞬断を防ぐことができる。
【００４８】
［第３実施形態］
図５は本発明の第３実施形態における本体部側端子の構成を示す断面図である。第３実施形態では、プランジャー及びスプリングを備えた端子の構成例を示す。
【００４９】
第３実施形態の本体部側端子６１は、先端部が開口した筒部６２を備え、この筒部６２内にプランジャー６３とスプリング６４とが配設されている。この本体部側端子６１は、正極及び負極用に２つが紙面垂直方向に並んで本体プリント基板１０に表面実装され、プランジャー６３の先端が幾分突出するように配置されて下ケース２の電池収納部２５内側に収容されている。
【００５０】
筒部６２は、図中上部の一端が開口した開放部、底部の他端が閉じた絞り部となっており、スプリング６４の一端が絞り部に当接して固定端となり、プランジャー６３の２つの先端部６５，６６が開放部より突出している。プランジャー６３は、スプリング６４の弾性力によって付勢された状態で筒部６２内を移動可能に設けられ、側方に周回状に突出して太径となった基端部６７がスプリング６４の移動端に当接している。
【００５１】
スプリング６４は、絶縁材又は導電材により形成され、終端が平らに仕上げられていないいわゆるクローズドエンド（無研削）の状態となっており、この終端部がプランジャー６３の基端部６７のほぼ中央部に当接するよう配置されている。このような配置構成により、プランジャー６３の各々の先端部６５，６６の電池側端子２０に対する付勢力が幾分異なっている。したがって、プランジャー６３の先端部６５，６６に力が加わると、プランジャー６３はアンバランス状態であるため、容易に傾くようになっている。
【００５２】
第３実施形態の構成では、プランジャー６３の先端部６５，６６による接点部が複数になっており、また、プランジャー６３が上下方向（スプリング６４の伸縮方向）と左右方向（スプリング６４が傾く方向）に動くことが可能になっている。すなわち、本体部側端子６１は１自由度系ではなく多自由度系の運動を行うようになっている。
【００５３】
上記のような構成の本体部側端子６１に衝撃加速度が加わった場合の作用について説明する。端子部のプランシャー６３にスプリング６４が圧縮するような衝撃加速度が作用したとき、圧縮のみならず倒れ方向の変形も生じる。このため、例えばプランシャー６３の一方の先端部６６の当接が解除されても他方の先端部６５の当接が継続されているので、常に接続状態が保持され、電源供給の瞬断が生じることはあり得ない。図５ではプランジャー６３が傾いた状態を２点鎖線で示している。
【００５４】
なお、本実施形態ではプランジャーの複数の先端部のいずれかが常に電池側端子に当接する構造を例示したが、これに限らず、電池側端子と当接する接点部が電池パックの電極ランドに対して鉛直方向以外の方向に可動可能に設けるなど、当接位置が変化しても接続状態が継続できる構造であればよいので、例えば接点部が１箇所のみの構造であってもよい。
【００５５】
このように、第３実施形態では、プランシャー及びスプリングによる端子接続部において、プランジャーをスプリングの伸縮方向以外に移動可能とすることで、第１実施形態と同様に常に本体部側端子が電池側端子と当接して電気的な接続が継続されるようにすることができ、電源供給の瞬断を防ぐことができる。
【００５６】
［第４実施形態］
図６は本発明の第４実施形態における本体部側及び電池側端子部の構成を示す断面図である。第４実施形態では本体部側端子の配設構成の他の例を示す。
【００５７】
第４実施形態の本体部側端子は、当接する方向が異なる２つの端子を備えた構成となっている。各本体部側端子の構成は前述した第１〜第３実施形態と同様であってもよいし、従来用いられている構成としてもよい。ここでは第１又は第２実施形態に示したような接点片による構成を用いた例を示す。本実施形態では本体部側端子７１，７２において接続解除防止手段が構成される。
【００５８】
電池パック７３は、下面側（下ケース側）と他端側（フックと反対側の引掛け爪側）の２つの面にわたって略直角に曲げられた電池用プリント基板７９を備え、この電池用プリント基板７９の上に形成されて前記２つの面に露呈するように配設された電極ランドからなる電池側端子７４を備えている。この電池側端子７４は、正極及び負極用に２つ設けられる。本体部の下ケース２には、本体部側端子７１，７２が設けられ、それぞれ正極及び負極用に２つが紙面垂直方向に並んで本体プリント基板１０上に実装されている。この本体部側端子７１，７２は、それぞれ接点ばね７７，７８を収容してなり、電池パック７３を装着した状態で電池側端子７４の一面７５と他面７６とにそれぞれ対向し、接点ばね７７，７８が電池側端子７４の２面に当接して付勢するように配置されている。
【００５９】
このような構成の端子部に衝撃加速度が加わった場合の作用を説明する。落下などによって端子部に強制振動が加わり、例えば本体部側端子７１の接点ばね７７が共振した場合、電池側端子７４の一面７５から接点部が離れて電気的接続が解除されるおそれがある。しかし、本実施形態ではさらに本体部側端子７２の接点ばね７８が電池側端子７４の他面７６に当接しており、接点ばね７７と同時に接点ばね７８が電池側端子７４から離遠する方向へ振動が働くことは起こり得ないため、接点ばね７８と電池側端子７４の他面７６との当接が解除されることなく電気的接続が継続される。
【００６０】
すなわち、本体部側端子７１，７２の接点ばね７７，７８の付勢方向はそれぞれ図６においてＹ、Ｘ方向であるので、例えばＹ方向に衝撃加速度が生じて接点ばね７７，７８の共振周波数と一致する強制振動がＹ方向に働いた場合でも、Ｘ方向には接点ばね７７，７８は共振しない。また、振動方向がＸ方向であっても同様であり、２つの接点ばね７７，７８は電池側端子７４から同時に離遠しないようになっている。
【００６１】
このように、第４実施形態では、端子接続部において当接方向を異なる複数の方向に設定して電池側端子を付勢するように本体部側端子を配設することにより、第１実施形態と同様に常に本体部側端子が電池側端子と当接して電気的な接続が継続されるようにすることができ、電源供給の瞬断を防ぐことができる。
【００６２】
［第５実施形態］
図７は本発明の第５実施形態における本体部側及び電池側端子部の構成を示す断面図である。第５実施形態では電池側端子の構成の他の例を示す。本体部の下ケース２に収容された本体部側端子８１の構成は前述した第１〜第３実施形態と同様であってもよいし、従来用いられている構成としてもよい。ここでは第１実施形態に示したものと同一の接点片による構成を用いた例を示す。本実施形態では本体部側端子８１及び電池側端子８９において接続解除防止手段が構成される。
【００６３】
電池パック８２の内部には、箱状の電池セル８３が収容され、この電池セル８３には、表面に正極及び負極用の電極ランド８４が形成された電池用フレキシブルプリント基板８５が接続され、弾性復元する接点板によるばね状端子である電池側端子８９が構成されている。電極ランド８４は、電池パック８２の外装体の開口８６から外部に露呈しており、電池パック８２を下ケース２の電池収納部２５に装着したときに本体部側端子８１の接点ばね８７と当接する位置に設けられている。
【００６４】
可撓性を有する電池用フレキシブルプリント基板８５は、例えばポリイミドベースフィルムの片側に銅箔又は銅メッキによって導体回路部が形成され、その表面を覆うようにポリイミド又はポリエステルフィルム等の絶縁材料からなる絶縁被覆カバーが設けられて導体回路部が保護されている。そして、この絶縁被覆カバーに一部開口を設けてここにさらにニッケルメッキや金メッキが付加され、電極ランド８４が形成される。
【００６５】
このような構成において、落下による衝撃加速度等によって本体部側端子８１の接点ばね８７が共振したとき、接点ばね８７が電極ランド８４より離遠しようとするが、電極ランド８４の硬度は非常に軟らかく、これに対し接点ばね８７のばね定数は十分に大きいため、接点ばね８７の付勢力が解除されようとしても電極ランド８４側の付勢されていた部分が復元し、接続状態が維持される。すなわち、電極ランド８４と接点ばね８７のばね定数が異なることにより、接点ばね８７が共振しても電極ランド８４が同時に共振しないため、接点ばね８７が離遠する動きに対して電極ランド８４が追従するようになっている。
【００６６】
なお、電極ランド８４は、形成されている電池用フレキシブルプリント基板８５の板材が極めて薄いため、復元する量はあまり大きくはない。復元量を大きくして接点ばね８７への追従効果を大きくするには、電極ランド８４とは反対面側で電池パック８２の外装体や他の内臓物（電池セル８３など）との間に、接点ばね８７とばね定数が異なるシリコンスポンジやシリコンゴムなどの弾性部材８８を挟んで設けるなどして、電極ランド８４に本体部側端子８１方向への付勢力を与える構造とするのが好適である。このように、接点ばね８７による付勢により弾性部材８８を弾性圧縮させる構成にすればその反発力が得られ、異なるばね定数を有する端子が互いに当接し合う構成となる。この構造によって、両者が同時に共振することが無く、一方の端子が外力により共振しても端子部の当接解除を回避できる。
【００６７】
このように、第５実施形態では、電池側端子に弾性を持たせて本体部側端子の動きに追従させることで、異なるばね定数の端子が互いに当接し合うような構造にすることができるため、第１実施形態と同様に常に本体部側端子が電池側端子と当接して電気的な接続が継続されるようにでき、電源供給の瞬断を防ぐことができる。
【００６８】
［第６実施形態］
図８は本発明の実施形態における携帯電話機の電気的構成を示すブロック図である。以上の実施形態では、落下等による電源供給の瞬断を回避する構成について述べた。その他の例として、瞬断の発生を皆無にせずとも瞬断継続時間を短縮することで機器の動作停止を回避する構成例を第６実施形態として示す。
【００６９】
携帯電話機は、前述したように本体部１０１に対して電池パック１０２が着脱可能に装着されるようになっている。電池パック１０２は、電源の＋（プラス）極端子、−（マイナス）極端子、及び電池セルの温度検出するＴ（温度検出用）端子を有し、これらの電池側端子１０３が接点部を介して本体部１０１の本体部側端子１０４に接続され、本体部１０１の回路部へ電源ＶＯを供給する。このとき、電源ＶＯは、直接又は電源回路１０５のレギュレータ１０６又はＤＣ／ＤＣコンバータ１０７によって、回路部の各ブロック、例えば無線部１０８を形成する送信部１０９や受信部１１０、パワーアンプ部１１１、制御部１１２を形成するＣＰＵ１１３やＤＳＰ１１４、メモリ１１５等へ供給される。
【００７０】
本体部側端子１０４の＋極には、本体部１０１から電池パック１０２が一瞬外れたり、又は接点部の電気的接続が一時的に解除されても電荷を保持できるように、電解コンデンサ１１６等が対グランドとの間に接続されている。また、制御部１１２は、電源電圧をモニタして端子電圧がある所定値以下の電圧になった場合にはすべての回路ブロックの動作を停止させるためのリセット信号を出力するリセット機能を備えた構成となっている。
【００７１】
次に、上記構成における動作について説明する。ここでは、電池パック１０２から本体部１０１へ供給される電池電圧をＶ０（＝３．６Ｖ）、本体部１０１の回路部へ供給されるべき必要最低電圧をＶ１（＝３．０Ｖ）とする。前述した瞬断が生じた場合、電源電圧は前述した電解コンデンサ１１６によって電荷が貯えられた状態から放電していくため、３．６Ｖから徐々に電圧が降下する。
【００７２】
ここで、瞬断発生時の電圧の変化について説明する。図９は回路部への供給電圧の変動状態を示すグラフである。図９において、電池パック１０２から本体部１０１の回路部へ電池電圧Ｖ０が供給されている状態から、接点部の電気的接続が解除され瞬断が発生した時間をＴ１、再び接点部の電気的接続が行われ電源の供給が開始された時間をＴ２、瞬断が発生してから電圧が徐々に降下して必要最低電圧Ｖ１となった時間をＴ３、瞬断が継続した時間をΔＴａ（＝Ｔ２−Ｔ１）、瞬断発生から必要最低電圧Ｖ１に電圧降下するまでの時間をΔＴｂ（＝Ｔ３−Ｔ１）とする。この電圧降下時間ΔＴｂは、電源供給ラインに設けられた電解コンデンサ１１６の容量によって決定される。
【００７３】
制御部１１２のＣＰＵ１１３は、電源電圧をモニタして端子電圧が所定値（閾値）である必要最低電圧Ｖ１より小さくなると、動作停止させるためのリセット信号を出力し、回路部の各部の動作を停止させる。ここで、電解コンデンサ１１６の容量は閾値のＶ１に到達するまでの時間に関与し、その容量が大きければ大きいほど、閾値以下になるまでの電圧降下時間ΔＴｂが長くなり、リセットの実行開始時間Ｔ３を遅延できる。しかし、電圧降下時間ΔＴｂを長くするためには、電源供給ラインに設けるコンデンサの大容量化を図らなければならず、多くの実装スペースを占有し、機器の大型化を招いてしまう。
【００７４】
そこで、機器の大型化を回避するためには、瞬断継続時間ΔＴａを短くするのが望ましい。前述の第１〜第５実施形態で示した端子部の構造であれば、このΔＴｂを零とすることができるが、実質上必要とされる値以下にΔＴｂを短くすることのできる端子部を実現するには以下に示すような構成でも十分である。
【００７５】
図１０は第６実施形態における本体部側端子の構成を示す斜視図、図１１は電池パックが装着された状態での本体部側及び電池側端子部近傍の局部断面図である。本実施形態では本体部側端子１２１において接続解除抑制手段が構成される。
【００７６】
本体部側端子１２１は、樹脂で成形されたハウジング部１２２と、このハウジング部１２２の中に一部が収容保持された接点ばね１２３とを有して構成される。接点ばね１２３の終端部１２４は本体プリント基板１０に半田接続される。接点ばね１２３の先端側の形状は第１実施形態のように２つに分断されておらず、第１〜第６曲げ部１２５ａ〜１２５ｆを有し、第３曲げ部１２５ｃから先端側にいくにしたがって徐々に板幅が狭く形成されている。また、第３曲げ部１２５ｃと第５曲げ部１２５ｅには、それぞれ電池側端子２０と当接する第１突起１２６及び第２突起１２７が絞り加工にて形成されている。図１１のように電池パック１１を下ケース２の電池収納部２５に装着した状態で、電池側端子２０の電極ランド４５と本体部側端子１２１の接点ばね１２３の第１及び第２突起１２６，１２７とが当接して電気的に接続されるようになっている。
【００７７】
次に、本実施形態における端子部の作用について説明する。上記構成の本体部側端子１２１が収容された下ケース２に電池パック１１が組付けられると、電池パック１１の電池側端子２０が、始めに接点ばね１２３の第５曲げ部１２５ｅにある第２突起１２７に当接することで接点ばね１２３が第４曲げ部１２５ｄから撓み、次に第３曲げ部１２５ｃの第１突起１２６に当接して第２曲げ部１２５ｂから撓んだ状態となる。したがって、電池パック１１の装着状態では、第１突起１２６は第２曲げ部１２５ｂと第４曲げ部１２５ｄが変形することによって得られる反力で電池側端子２０を付勢し、第２突起１２７は第２曲げ部１２５ｂのみが変形することによって得られる反力で電池側端子２０を付勢するようになるので、この２つの接点部はばね定数も異なり付勢力も異なる。
【００７８】
ここで、第１突起１２６側のばね定数（第１のばね定数）が第２突起１２７側のばね定数（第２のばね定数）より大きくなるように形成しても、両者は第１実施形態のように独立したばねではないため、共振周波数を持つ。しかしながら、例えば、第１のばね定数を有する第１突起のみで当接する構成の場合と比べたとき、本実施形態の構成ではばね定数が小さい第２突起が当接されるなど、前者（１自由度系の振動）は後者（第３実施形態や第６実施形態のような複数接点による多自由度系の振動）が共振するときに第２突起側が共振しない構成となり、さらに高い周波数において後者の第１突起及び第２突起が共振する共振周波数を持つ。従って、第６実施形態では共振周波数を大きくすることができるので、前述した瞬断継続時間ΔＴａを短くでき、ΔＴａ＞ΔＴｂにすることで、電源供給ラインに設けるコンデンサの容量をより小容量化、小型化でき、省スペース化が図られる。
【００７９】
以上のように、第１〜第６の実施形態では、電源供給の瞬断の回避及び瞬断継続時間を短縮できる電池接点端子部の構造について述べた。これらの端子部の構成を用いることにより、第１実施形態と同様にほぼ常時いずれかの本体部側端子が電池側端子と当接して電気的な接続が継続されるようにすることができ、電源供給の瞬断による問題発生を防ぐことができる。また、電源供給ラインに設けられたコンデンサの削減又は低容量化を図ることで、プリント基板の省スペース化が図ることができ、機器の小型化、軽量化を実現できる。
【００８０】
近年の情報機器は公衆電話回線のような通信回線を通じてコンピュータなどの情報処理装置とデータ通信を行うなど、移動体と情報処理装置との間で画像や音声データなどの無線通信が盛んになりつつある。このようなデータの送受信中に、情報機器に何らかの外力が加わり、端子部における接点の接触が瞬間的に解除されると通信中のデータを消失する場合がある。そこで、例えば外付けユニットとして、端子部を備えた通信用外部ケーブルなどを含む通信ユニットとこの通信ユニットの端子部と嵌合するコネクタとを備えた情報機器、或いは端子部を備えデータ保存機能を有するメモリカードとこのメモリカードの端子部と当接して電気的接続が行われるメモリカード用コネクタとを備えた情報端末において、何れかの端子に前述の実施形態で示したような端子部の構造を適用することも可能である。このような接続解除防止手段や接続解除抑制手段などによる振動に対する瞬断防止手段を設けることにより、常に電気的接続を継続させることができるため、通信回路の瞬断の発生を防止でき、データや信号の消失を回避することができる。
【００８１】
なお、前述した実施形態では、電池パックと本体部とを接点方式で電気的接続する端子の構成を例示したが、本発明は機器における他の接点部にも適用可能である。他の電源ラインにおける接点部に適用した場合は、電源の瞬断を回避できたり或いはコンデンサの低容量化を実現でき、また、音声信号や画像信号ラインなどに適用した場合は、やり取りする信号の破損や消失を防止できるなど、如何なる接点部においても好適な構造を備えた端子を提供できる。
【００８２】
上述したように、本実施形態では、ばね定数が異なる複数の接点ばねを当接させた構造、複数の方向から接点ばねを当接させた構造、ばね定数が異なる端子を互いに当接しあう構造などによって、常に電気的接続を維持でき、端子部において外力が加わったときに振動により共振した場合の当接解除を回避できるので、瞬断によって機器の動作不良が生じるなどの障害を防止できる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、落下時に作用する衝撃加速度などによって生じる外部振動による接点部の接続解除を防止でき、電源の瞬断や信号の欠落を防止することが可能な接点端子を備えた情報機器を提供できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る情報機器としての携帯電話機の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における本体部側端子の構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態における電池パックが装着された状態での本体部側及び電池側端子部近傍の局部断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における本体部側端子の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態における本体部側端子の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態における本体部側及び電池側端子部の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態における本体部側及び電池側端子部の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態における携帯電話機の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】瞬断発生時の回路部への供給電圧の変動状態を示すグラフである。
【図１０】本発明の第６実施形態における本体部側端子の構成を示す斜視図である。
【図１１】第６実施形態における電池パックが装着された状態での本体部側及び電池側端子部近傍の局部断面図である。
【図１２】従来の携帯情報機器における端子部の構成例を示す局部断面図である。
【図１３】従来の本体部側端子の構成を１自由度系のばね質量モデルに置換えて示した説明図である。
【符号の説明】
１ 上ケース
２ 下ケース
３ 筐体
１０ 本体プリント基板
１１ 電池パック
２０，７４，８９ 電池側端子
２１，５１，６１，７１，７２，８１，１２１ 本体部側端子
３１，５２ ハウジング部
３２，５３，７７，７８，８７，１２３ 接点ばね
３８，５８ 第１接点片
３９，５９ａ，５９ｂ 第２接点片
４１ 第１の接点部
４２ 第２の接点部
４３ 端子口
４４ 電池セル
４５，８４ 電極ランド
４６ 電池用プリント基板
６２ 筒部
６３ プランジャー
６４ スプリング
６５，６６ （プランジャーの）先端部
８５ 電池用フレキシブルプリント基板
８８ 弾性部材
１０１ 本体部
１０２ 電池パック
１０５ 電源回路
１０８ 無線部
１１２ 制御部
１１６ 電解コンデンサ
１２６ 第１突起
１２７ 第２突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an information device including a contact terminal that is attached to a main body of a detachable external unit (for example, a battery pack) such as a mobile phone or a personal digital assistant (PDA), and is electrically connected through the terminal. Specifically, it relates to the terminal structure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Portable information devices such as mobile phones are becoming more common in which a battery pack including a rechargeable secondary battery as a power source is detachably provided on a main body. In such a portable information device, as a main body side terminal that is electrically connected to and electrically connected to a terminal of a battery pack, conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-40990, the inside of a cylindrical portion is used. A structure is used in which a plunger and a spring are provided so that the tip of the plunger protrudes from the end of the cylinder and is brought into contact with the battery-side terminal.
[0003]
FIG. 12 is a local sectional view showing a configuration example of a terminal portion in a conventional portable information device. The main body 201 incorporates a printed circuit board 203 on which the main body side terminals 202 are mounted. The printed circuit board 203 is formed with an electronic circuit that realizes each function of the device. The main body side terminal 202 is provided with a cylindrical portion 205 whose tip is opened on a base portion 204, and a spring 206 and a plunger 207 are disposed in the cylindrical portion 205. The cylindrical portion 205 is an open portion with one end open and a throttle portion with the other end closed. One end of a spring 206 abuts the throttle portion to become a fixed end, and the tip of the plunger 207 protrudes from the open portion. Yes. The plunger 207 is provided so as to be able to move in the cylindrical portion 205 while being urged by the elastic force of the spring 206, and a base end portion 208 having a large diameter that protrudes in a circumferential manner to the side is moved by the spring 206. It touches the end.
[0004]
A battery housing portion 209 is formed in a concave shape on one surface of the main body portion 201, and the tip of the plunger 207 of the body portion side terminal 202 projects from the battery housing portion 209. In addition, the battery pack 210 that is detachably assembled to the battery storage unit 209 is provided with the battery side terminal 211 exposed corresponding to the position of the plunger 207 of the main body side terminal 202. When the battery pack 210 is attached to the battery storage unit 209, the main body side terminal 202 and the battery side terminal 211 come into contact with each other and are electrically connected.
[0005]
In this configuration, when the battery pack 210 is to be attached to the main body 201, the battery-side terminal 211 comes into contact with the plunger 206 of the main-body-side terminal 202, and when the attachment is completed, the spring 206 is compressed by a predetermined amount. Thus, the battery side terminal 211 is energized by the amount of compression.
[0006]
Here, the mass of the plunger 207 is m1, and the spring constant of the spring 206 is k1. Since the plunger 207 is a terminal that can move only in the expansion / contraction direction of the spring 206, the configuration of the conventional main body side terminal 202 can be replaced with a one-degree-of-freedom spring mass model. The spring mass model at this time is shown in FIG. Further, the resonance frequency f1 of this mass model system is derived by the following equation (1).
[0007]
[Expression 1]

[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When the relative positional relationship of the battery pack 210 with respect to the main body 201 is changed with the battery pack 210 mounted in the configuration of the terminal portion in the conventional portable information device described above, the spring 206 is usually compressed or expanded to cause the plan. The jar 207 follows and the contact state of the terminal is continued. However, since the system having this configuration has the resonance frequency f1 obtained from the above equation (1), the amplitude of the spring 206 is maximized when a forced vibration matching the resonance frequency f1 is applied from the outside.
[0009]
This type of portable information device with a battery pack is usually held in your hand, so it may be accidentally dropped on the ground, especially if it falls on asphalt or concrete on the road, And a large impact acceleration acts on the whole apparatus including terminal parts such as battery side terminals.
[0010]
In general, when a user accidentally drops a portable information device, in the case of a mobile phone, the lower case, upper case, antenna, display unit, etc. may be damaged. As a result, we have developed equipment with increased housing rigidity and strength so that it will not break or fail even if dropped from a height of 1 to 1.5 m.
[0011]
However, when an external force having a frequency matching the resonance frequency f1 is applied during the fall, the spring 206 repeats expansion and compression regardless of changes in the relative position of the battery pack 210. When the biasing force to the terminal 211 increases and compresses, it decreases. When the urging force becomes zero when the spring 206 is compressed, the battery-side terminal 211 and the plunger 207 are not in contact with each other, and both are electrically separated. Since the power supply from the battery pack 210 to the main unit 201 is stopped for a short time due to this division, the characters displayed on the display unit of the device and the display lamp of the display unit are not damaged even if the device housing is damaged. Sometimes disappeared.
[0012]
In such a case, the user has restored the operation of the device by performing an operation for turning the power on again, but at this time, the user may be mistakenly recognized as having failed. In addition, if the power is cut off during input of characters, numbers, etc., the input information will be lost, so re-input is necessary. Particularly in recent years, data communication has been performed using this type of portable information device. If the above-described instantaneous interruption occurs during this data communication, there is a risk of data corruption.
[0013]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can prevent disconnection of a contact portion due to external vibration caused by impact acceleration or the like that acts at the time of dropping, and can prevent power supply interruption or signal loss. It aims at providing the information equipment provided with the contact terminal.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes, firstly, a substrate, a root portion that has conductivity and is in contact with the substrate, a tip portion that is divided into at least two portions with respect to the root portion, and the one tip portion that is divided. A first contact piece provided and a second contact piece provided at the other divided tip, and the first contact piece and the second contact piece are provided with spring properties, A battery pack having at least one electrode land, wherein the first contact piece and the second contact piece can contact the electrode land, and a spring constant of the first contact piece is the second contact piece. A portable information device having a different spring constant is provided.
[0015]
Secondly, the electrode land is used for a positive electrode or a negative electrode. Third, the battery pack has battery cells, and the electrode lands are connected to the battery cells. Fourthly, the electrode land has a flat surface, and the first contact piece and the second contact piece can contact the electrode land in the flat surface.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a mobile phone as an information device according to an embodiment of the present invention. The main body of the mobile phone is constituted by a housing 3 formed by engaging an upper case 1 and a lower case 2. In the housing 3, a bar-shaped antenna 4 that can be used for transmission / reception for transmitting or receiving a high-frequency signal, an antenna 5 for diversity reception, a receiver 6 for outputting sound, characters and symbols, and the like are displayed. A liquid crystal display unit 7, a key sheet 8 on which characters and symbols are printed, a transmitter 9, a main body printed board 10, and the like are accommodated.
[0028]
The upper case 1 has a sound hole 12 for guiding the sound generated from the receiver 6 to the outside of the housing, and a key hole formed at the same position corresponding to the protrusion 13 so that the protrusion 13 of the key sheet 8 is inserted and exposed to the outside. 14. An opening 15 equivalent to the size of the liquid crystal display unit 7 is provided. A transparent window 16 is attached to the opening 15 and a lid is formed so that a user can recognize and read characters, symbols, and the like displayed on the liquid crystal display unit 7.
[0029]
On the upper side of the back surface of the main body printed board 10 (surface on the lower case side), an oscillator (VCO) for controlling the oscillation frequency with voltage, a temperature compensated crystal oscillator (VC-TCXO) for stably controlling the frequency, a plurality of A resistor, a capacitor, and the like are mounted, and a receiving circuit unit 17 including a low noise amplifier, a fast mixer, and the like is formed. In addition to the receiving circuit unit 17, a modulator, a power amplifier (PA), a plurality of resistors, a capacitor, and the like are surface-mounted to form a transmitting circuit unit 18. The receiving circuit unit 17 and the transmitting circuit unit 18 are provided with a shield case 19 made of resin that prevents the intrusion of electromagnetic waves from the outside, and is covered and shielded. In addition, two main body side terminals 21 to which power is supplied are mounted for the positive electrode and the negative electrode on the lower side of the back surface of the main body printed circuit board 10 in contact with the battery side terminals 20 incorporated in the battery pack 11 and conducting. Has been.
[0030]
The shield case 19 is formed of a resin material such as acrylonitrile, butadiene, or styrene, and has a structure in which the passage of electromagnetic waves is blocked by electroless copper plating on the surface. Furthermore, electroless nickel plating is applied to the surface, and rust prevention treatment of electroless copper plating is performed.
[0031]
In addition, a battery housing portion 25 is formed in the lower case 2 in the drawing with a recessed space. The battery storage unit 25 stores a battery pack 11 for supplying power, which constitutes a battery unit as one aspect of the external unit, and is attached to the outer surface of the housing 3. A hook 26 is slidably attached to the lower case 2 in the upper part of the battery storage unit 25 in the figure, and an engagement groove 28 that engages with a locking claw 27 of the hook 26 on the outer side of one end of the battery pack 11. Is formed. Further, a hooking claw 29 protrudes from the other end of the battery pack 11, and an engaging recess 30 that engages with the hooking claw 29 is provided at the lower part of the battery storage unit 25 in the figure.
[0032]
Next, the configuration of the terminal portion according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the main body side terminal in the first embodiment, and FIG. 3 is a local sectional view in the vicinity of the main body side and the battery side terminal portion in a state where the battery pack in the first embodiment is mounted. is there. In the present embodiment, a connection release preventing means is configured in the main body side terminal 21.
[0033]
As shown in FIG. 2, the main body side terminal 21 is a spring-like terminal, and has a housing part 31 formed of resin and a contact spring 32 partially accommodated and held in the housing part 31. Configured. The housing portion 31 includes a holding portion 33 for holding the center side of the contact spring 32 and a locking portion 35 for preventing the locking piece 34 at the tip of the contact spring 32 from being locked and the contact spring 32 being pulled out. Two bosses 37 that are inserted and positioned in positioning holes 36 (shown in FIG. 3) of the main body printed board 10 are erected on the bottom.
[0034]
The contact spring 32 is formed by pressing a spring plate made of a conductive plate material having flexibility and conductivity, such as phosphor bronze or beryllium copper, and performing gold plating on the outer surface by secondary processing. The tip of the contact spring 32 is divided into two pieces, a first contact piece 38 (the back side in the figure) and a second contact piece 39 (the front side in the figure) with respect to the root part. And the second contact piece 39 are substantially equal in width and have different bending positions.
[0035]
That is, the first contact piece 38 is bent 90 degrees upward (point A) from the base portion formed parallel (horizontally) to the bottom surface of the housing portion 31 (point A), and further bent to about 45 degrees obliquely upward. (Point B), and further bent at about 90 degrees at the tip thereof (Point C), the first contact portion 41 is formed. On the other hand, the second contact piece 39 is bent 90 degrees upward from the root (point D), further bent 90 degrees horizontally (point E), and further in the reverse direction (upward oblique direction) at the tip side. ) Is bent at about 60 degrees (point F) and further bent at about 80 degrees at the tip (point G) to form the second contact portion 42.
[0036]
The first contact piece 38 and the second contact piece 39 are separated from the point A or D to the point B or E, and the contact pieces 38 and 39 are connected to the bending position and the top contact parts 41 and 42, respectively. The spring constant is varied by making the lengths different. In the first embodiment, the spring constant of the first contact piece 38 is set to 0.98 [N / mm], and the second contact piece 39 is set to 1/2 (0.49 [N / mm]). When these contact pieces 38 and 39 are replaced with a one-degree-of-freedom vibration model, the resonance frequency can be obtained by the equation (1) shown in the above-mentioned [Prior Art]. It is clear that the single contact piece 38 is about 1.4 times and the resonance frequency is different.
[0037]
Also, as shown in FIG. 3, the main body side terminal 21 configured as shown in FIG. 2 is surface-mounted on the main body printed circuit board 10 so that the two for the positive electrode and the negative electrode are aligned in the direction perpendicular to the paper surface. 38 and the contact portions 41 and 42 of the second contact piece 39 are arranged so as to protrude somewhat from the terminal openings 43 formed in the lower case 2 and are accommodated inside the battery accommodating portion 25 of the lower case 2.
[0038]
Inside the battery pack 11, a box-shaped battery cell 44 and a battery-side terminal 20 connected to the battery cell 44 are provided. The battery-side terminal 20 is constituted by a battery printed board 46 having a positive or negative electrode land 45 formed on the surface thereof. The electrode land 45 is exposed to the outside from the opening 47 of the exterior body of the battery pack 11, and when the battery pack 11 is attached to the lower case 2 of the housing 3, the contact portions 41 and 42 of the main body side terminal 21. It is provided in the position which contacts.
[0039]
Next, the operation of the terminal portion in this embodiment will be described. By engaging the hooking claws 29 of the battery pack 11 with the engaging recesses 30 of the lower case 2 and moving the hooks 26 to engage the engaging claws 27 with the engaging grooves 28 of the battery pack 11, 11 is attached to the battery housing part 25 of the lower case 2. At this time, the battery printed board 46 presses the first contact piece 38 and the second contact piece 39 to bend a predetermined amount. In this state, each contact piece 38, 39 has an elastic repulsive force corresponding to the amount of bending, and the hook nail 29 of the battery pack 11 is brought into close contact with the side wall of the engaging recess 30 of the lower case 2, and the battery The electrode lands 45 of the printed circuit board 46 are in contact with each other in an energized state, and both are intimately electrically connected.
[0040]
When the mobile phone in such a state falls, the impact acceleration Q is derived from the following equation (2), where V0 is the speed when it hits the ground and ΔT is the time until this speed V0 becomes zero. It is burned.
Q = V0 / ΔT (2)
[0041]
For example, when dropped from a height of 1m, the device is 100G (980 m / s²) Is generated, the ΔT is 4.5 × 10.^-3Second (220 Hz). At this time, even if the resonance frequency of the first contact piece 38 is 220 Hz, the resonance frequency of the second contact piece 39 is 160 Hz, so that the contact pieces 38 and 39 are not separated from the electrode land 45 at the same time. ing. Similarly, even if the resonance frequency of the second contact piece 39 is 220 Hz, similarly, the resonance frequency of the first contact piece 38 is different. Therefore, it is easily guessed that the contact pieces 38 and 39 are not separated from the electrode land 45 at the same time. it can.
[0042]
As described above, in this embodiment, by providing two contact pieces and different spring constants in the terminal connection portion by the contact pieces, even if one contact of the contact pieces is released, the other is in contact. The connection between the main body side terminal and the battery side terminal can always be maintained, and simultaneous contact / separation of a plurality of contact parts can be prevented. With this configuration, one of the main body side terminals always contacts the battery side terminal and the electrical connection is continued, and the contact that can avoid the momentary power supply interruption that has occurred in conventional devices An information device equipped with a terminal can be realized.
[0043]
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the main body side terminal in the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, another configuration example of the main body side terminal is shown.
[0044]
The main body side terminal of the second embodiment has a configuration in which the shape of the contact spring is somewhat different from that of the first embodiment, and has three contact pieces as viewed from the outside. The main body portion side terminal 51 includes a housing portion 52 formed of resin and a contact spring 53 that is partly accommodated and held in the housing portion 52. The housing portion 52 has a holding portion 54 for holding the center side of the contact spring 53, and a locking portion 56 for preventing the locking piece 55 at the tip of the contact spring 53 from being locked and the contact spring 53 being pulled out. Two bosses 57 that are inserted and positioned in the positioning holes of the main body printed board 10 are erected on the bottom.
[0045]
The contact spring 53 is formed by forming a spring plate material having flexibility and conductivity, such as phosphor bronze or beryllium copper, by press working and gold plating the outer surface by secondary processing. The contact spring 53 is divided into a center portion and both end portions with respect to the root portion, and a first contact piece 58 at the center and second contact pieces 59a and 59b at both ends are formed. The bending positions of the first contact piece 58 and the second contact pieces 59a and 59b are the same.
[0046]
In the case of such a configuration, the difference in spring constant between the first contact piece 58 and the second contact pieces 59a and 59b is determined by the ratio of the plate widths. That is, the total plate width of the second contact pieces 59a and 59b is wider than the first contact piece 58, and the spring constant is set large. The main body side terminal 51 of the second embodiment is manufactured by the first contact piece 58 having a narrow plate width and weak rigidity surrounded by the second contact pieces 59a and 59b having a wide plate width and strong rigidity. In this case, it is possible to prevent a situation in which the operator suddenly touches the first contact piece 58 and causes deformation.
[0047]
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, in the terminal connection portion using contact pieces, by providing a plurality of contact pieces and making the spring constants different from each other, one of the main body side terminals is always on the battery side. The electrical connection can be continued by abutting with the terminal, and instantaneous interruption of power supply can be prevented.
[0048]
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the main body side terminal in the third embodiment of the present invention. In 3rd Embodiment, the structural example of the terminal provided with the plunger and the spring is shown.
[0049]
The main body portion side terminal 61 of the third embodiment includes a cylindrical portion 62 having an open front end portion, and a plunger 63 and a spring 64 are disposed in the cylindrical portion 62. Two main body side terminals 61 for the positive electrode and the negative electrode are arranged on the surface of the main body printed circuit board 10 so as to be aligned in the direction perpendicular to the paper surface, and arranged so that the tip of the plunger 63 protrudes somewhat. It is accommodated inside the accommodating part 25.
[0050]
The cylinder part 62 is an open part with one end opened at the top in the figure, and a throttle part with the other end closed at the bottom. One end of the spring 64 is in contact with the throttle part to become a fixed end. Two tip portions 65 and 66 protrude from the open portion. The plunger 63 is provided so as to be able to move in the cylindrical portion 62 while being urged by the elastic force of the spring 64, and a base end portion 67 that protrudes in a circumferential manner and has a large diameter is moved by the spring 64. It touches the end.
[0051]
The spring 64 is formed of an insulating material or a conductive material, and is in a so-called closed end (no grinding) state in which the end is not finished flat, and this end is almost the center of the base end 67 of the plunger 63. It arrange | positions so that it may contact | abut. Due to such an arrangement, the urging forces of the respective distal end portions 65 and 66 of the plunger 63 against the battery-side terminal 20 are somewhat different. Therefore, when force is applied to the tip portions 65 and 66 of the plunger 63, the plunger 63 is in an unbalanced state, so that it easily tilts.
[0052]
In the configuration of the third embodiment, there are a plurality of contact portions by the tip portions 65 and 66 of the plunger 63, and the plunger 63 is in the up and down direction (extension direction of the spring 64) and in the left and right direction (the spring 64 is inclined). Direction). That is, the main body side terminal 61 performs a multi-degree-of-freedom motion, not a one-degree-of-freedom system.
[0053]
The operation when impact acceleration is applied to the main body side terminal 61 having the above configuration will be described. When an impact acceleration such that the spring 64 is compressed acts on the planer 63 of the terminal portion, not only compression but also deformation in the falling direction occurs. For this reason, for example, even if the contact of the one end portion 66 of the planer 63 is released, the contact of the other end portion 65 is continued, so that the connection state is always maintained and the power supply is momentarily interrupted. It is impossible. In FIG. 5, the state in which the plunger 63 is inclined is indicated by a two-dot chain line.
[0054]
In the present embodiment, the structure in which any one of the plurality of tip portions of the plunger is always in contact with the battery side terminal is illustrated, but not limited thereto, the contact portion in contact with the battery side terminal is formed on the electrode land of the battery pack. On the other hand, any structure may be used as long as the connection state can be continued even if the contact position is changed, such as being provided so as to be movable in a direction other than the vertical direction.
[0055]
As described above, in the third embodiment, in the terminal connection portion using the planer and the spring, the plunger can be moved in a direction other than the expansion and contraction direction of the spring, so that the main body side terminal is always connected to the battery as in the first embodiment. The electrical connection can be continued by abutting with the side terminal, and an instantaneous interruption of the power supply can be prevented.
[0056]
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing configurations of the main body side and the battery side terminal portion in the fourth embodiment of the present invention. 4th Embodiment shows the other example of arrangement | positioning structure of a main-body part side terminal.
[0057]
The terminal on the main body side of the fourth embodiment has a configuration including two terminals with different contact directions. The configuration of each main body portion side terminal may be the same as that of the first to third embodiments described above, or may be a conventionally used configuration. Here, an example using a configuration with contact pieces as shown in the first or second embodiment is shown. In the present embodiment, the connection release preventing means is configured in the main body side terminals 71 and 72.
[0058]
The battery pack 73 includes a battery printed board 79 that is bent substantially at right angles over two surfaces of the lower surface side (lower case side) and the other end side (the hooking claw side opposite to the hook). A battery-side terminal 74 formed of an electrode land formed on the substrate 79 and disposed so as to be exposed on the two surfaces is provided. Two battery side terminals 74 are provided for the positive electrode and the negative electrode. The lower case 2 of the main body is provided with main body side terminals 71 and 72, and two for the positive electrode and the negative electrode are mounted on the main body printed board 10 side by side in the direction perpendicular to the paper surface. The main body side terminals 71 and 72 accommodate contact springs 77 and 78, respectively, face the one surface 75 and the other surface 76 of the battery side terminal 74 with the battery pack 73 attached thereto, respectively. , 78 are in contact with the two surfaces of the battery side terminal 74 and urged.
[0059]
The operation when the impact acceleration is applied to the terminal portion having such a configuration will be described. For example, when the terminal portion is forced to vibrate due to dropping and the contact spring 77 of the main body side terminal 71 resonates, the contact portion may be separated from the one surface 75 of the battery side terminal 74 and the electrical connection may be released. However, in the present embodiment, the contact spring 78 of the main body side terminal 72 is in contact with the other surface 76 of the battery side terminal 74, and simultaneously with the contact spring 77, the contact spring 78 moves away from the battery side terminal 74. Since vibration cannot occur, the electrical connection is continued without releasing the contact between the contact spring 78 and the other surface 76 of the battery side terminal 74.
[0060]
That is, the urging directions of the contact springs 77 and 78 of the main body side terminals 71 and 72 are the Y and X directions in FIG. 6, respectively, so that, for example, an impact acceleration occurs in the Y direction and the resonance frequency of the contact springs 77 and 78 Even when the matching forced vibration works in the Y direction, the contact springs 77 and 78 do not resonate in the X direction. Similarly, the vibration direction is the X direction, and the two contact springs 77 and 78 are not separated from the battery-side terminal 74 at the same time.
[0061]
As described above, in the fourth embodiment, the main body side terminal is disposed so as to bias the battery side terminal by setting the contact direction in the terminal connection portion in a plurality of different directions. In the same manner as described above, the main body side terminal can always come into contact with the battery side terminal so that the electrical connection can be continued, and the instantaneous interruption of the power supply can be prevented.
[0062]
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing configurations of the main body side and the battery side terminal portion in the fifth embodiment of the present invention. 5th Embodiment shows the other example of a structure of a battery side terminal. The configuration of the main body side terminal 81 accommodated in the lower case 2 of the main body may be the same as that of the first to third embodiments described above, or may be a conventionally used configuration. Here, the example using the structure by the same contact piece as what was shown in 1st Embodiment is shown. In the present embodiment, the main body side terminal 81 and the battery side terminal 89 constitute connection release preventing means.
[0063]
A box-shaped battery cell 83 is accommodated inside the battery pack 82, and a battery flexible printed circuit board 85 having positive and negative electrode lands 84 formed on the surface thereof is connected to the battery cell 83 and is elastic. A battery-side terminal 89 that is a spring-like terminal by a restoring contact plate is configured. The electrode land 84 is exposed to the outside from the opening 86 of the exterior body of the battery pack 82, and contacts the contact spring 87 of the main body side terminal 81 when the battery pack 82 is attached to the battery storage portion 25 of the lower case 2. It is provided at the position where it touches.
[0064]
The flexible printed circuit board 85 for a battery having flexibility has a conductive circuit part formed on one side of a polyimide base film by copper foil or copper plating, and is made of an insulating material such as polyimide or polyester film so as to cover the surface. A covering cover is provided to protect the conductor circuit portion. Then, a part of the insulating cover is provided with an opening, and nickel plating or gold plating is further added to form an electrode land 84.
[0065]
In such a configuration, when the contact spring 87 of the main body side terminal 81 resonates due to impact acceleration or the like due to dropping, the contact spring 87 tries to move away from the electrode land 84, but the hardness of the electrode land 84 is very soft. On the other hand, since the spring constant of the contact spring 87 is sufficiently large, even if the biasing force of the contact spring 87 is released, the biased portion on the electrode land 84 side is restored and the connected state is maintained. That is, since the electrode land 84 and the contact spring 87 have different spring constants, the electrode land 84 does not resonate at the same time even if the contact spring 87 resonates. It is supposed to be.
[0066]
The electrode land 84 is not so large to be restored because the plate material of the battery flexible printed board 85 formed is extremely thin. In order to increase the amount of restoration and increase the effect of following the contact spring 87, between the outer surface of the battery pack 82 and other internal components (battery cells 83, etc.) on the side opposite to the electrode land 84, It is preferable to have a structure in which an urging force is applied to the electrode land 84 in the direction of the main body side terminal 81 by providing an elastic member 88 such as silicon sponge or silicon rubber having a spring constant different from that of the contact spring 87. . Thus, if the elastic member 88 is elastically compressed by the biasing force of the contact spring 87, the repulsive force can be obtained, and the terminals having different spring constants are in contact with each other. With this structure, both of them do not resonate at the same time, and even if one terminal resonates due to an external force, it is possible to avoid contact release of the terminal portion.
[0067]
As described above, in the fifth embodiment, since the battery-side terminal is made elastic so as to follow the movement of the main-body-side terminal, the terminals with different spring constants can be in contact with each other. As in the first embodiment, the main body side terminal can always come into contact with the battery side terminal so that the electrical connection can be continued, and instantaneous interruption of power supply can be prevented.
[0068]
[Sixth Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the mobile phone according to the embodiment of the present invention. In the above embodiment, the configuration for avoiding the instantaneous interruption of the power supply due to dropping or the like has been described. As another example, a configuration example in which the operation stop of the device is avoided by shortening the instantaneous interruption duration without causing the occurrence of the instantaneous interruption will be described as a sixth embodiment.
[0069]
As described above, the mobile phone is configured such that the battery pack 102 is detachably attached to the main body 101. The battery pack 102 has a + (plus) electrode terminal of the power source, a-(minus) electrode terminal, and a T (temperature detection) terminal for detecting the temperature of the battery cell, and these battery side terminals 103 are connected via a contact portion. Are connected to the main unit side terminal 104 of the main unit 101 and supply the power VO to the circuit unit of the main unit 101. At this time, the power supply VO is directly or directly by the regulator 106 or the DC / DC converter 107 of the power supply circuit 105, each block of the circuit unit, for example, the transmission unit 109 or the reception unit 110 that forms the wireless unit 108, the power amplifier unit 111, and the control The data is supplied to the CPU 113, DSP 114, memory 115, etc. that form the unit 112.
[0070]
An electrolytic capacitor 116 or the like is held at the positive electrode of the main body side terminal 104 so that the electric charge can be held even if the battery pack 102 is momentarily disconnected from the main body portion 101 or the electrical connection of the contact portion is temporarily released. Connected to ground. Further, the control unit 112 has a reset function for monitoring the power supply voltage and outputting a reset signal for stopping the operation of all the circuit blocks when the terminal voltage becomes a voltage equal to or lower than a predetermined value. It has become.
[0071]
Next, the operation in the above configuration will be described. Here, it is assumed that the battery voltage supplied from the battery pack 102 to the main body 101 is V0 (= 3.6 V) and the necessary minimum voltage to be supplied to the circuit portion of the main body 101 is V1 (= 3.0 V). When the above-described momentary interruption occurs, the power supply voltage is discharged from the state in which the electric charge is stored by the above-described electrolytic capacitor 116, and thus the voltage gradually decreases from 3.6V.
[0072]
Here, a change in voltage when a momentary interruption occurs will be described. FIG. 9 is a graph showing the fluctuation state of the supply voltage to the circuit unit. In FIG. 9, from the state in which the battery voltage V0 is supplied from the battery pack 102 to the circuit unit of the main body unit 101, the time when the electrical connection of the contact unit is released and the instantaneous interruption occurs is T1, and the electrical connection of the contact unit is again performed. The time when the connection is made and the supply of power is started is T2, the time when the voltage gradually drops and the required minimum voltage V1 is reached after the instantaneous interruption occurs is T3, and the time when the instantaneous interruption is continued is ΔTa (= T2-T1), the time from the occurrence of a momentary interruption until the voltage drops to the required minimum voltage V1 is ΔTb (= T3-T1). This voltage drop time ΔTb is determined by the capacitance of the electrolytic capacitor 116 provided in the power supply line.
[0073]
The CPU 113 of the control unit 112 monitors the power supply voltage and outputs a reset signal for stopping the operation when the terminal voltage becomes lower than the necessary minimum voltage V1 which is a predetermined value (threshold value), and stops the operation of each part of the circuit unit. Let Here, the capacity of the electrolytic capacitor 116 is related to the time until the threshold value V1 is reached. The larger the capacity, the longer the voltage drop time ΔTb until the threshold value is reached, and the reset execution start time T3. Can be delayed. However, in order to lengthen the voltage drop time ΔTb, it is necessary to increase the capacity of the capacitor provided in the power supply line, occupying a lot of mounting space and increasing the size of the device.
[0074]
Therefore, in order to avoid an increase in the size of the device, it is desirable to shorten the instantaneous interruption duration ΔTa. If it is the structure of the terminal part shown in the above-mentioned 1st-5th embodiment, this ΔTb can be made zero, but the terminal part which can shorten ΔTb below the value required substantially is provided. In order to realize this, the following configuration is sufficient.
[0075]
FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the main body side terminal in the sixth embodiment, and FIG. 11 is a local sectional view of the main body side and the vicinity of the battery side terminal portion in a state where the battery pack is mounted. In the present embodiment, a connection release suppressing unit is configured in the main body side terminal 121.
[0076]
The main body side terminal 121 includes a housing part 122 formed of resin and a contact spring 123 that is partly accommodated and held in the housing part 122. The terminal end 124 of the contact spring 123 is soldered to the main body printed board 10. The shape of the tip side of the contact spring 123 is not divided into two as in the first embodiment, and has first to sixth bent portions 125a to 125f, and goes from the third bent portion 125c to the tip side. Therefore, the plate width is gradually narrowed. In addition, a first protrusion 126 and a second protrusion 127 that are in contact with the battery-side terminal 20 are formed by drawing on the third bent portion 125c and the fifth bent portion 125e, respectively. As shown in FIG. 11, the first and second protrusions 126 of the contact spring 123 of the electrode side 45 of the battery side terminal 20 and the contact spring 123 of the main body side terminal 121 in a state where the battery pack 11 is mounted in the battery storage portion 25 of the lower case 2. 127 is brought into contact with and electrically connected.
[0077]
Next, the operation of the terminal portion in this embodiment will be described. When the battery pack 11 is assembled to the lower case 2 in which the main body side terminal 121 having the above configuration is accommodated, the battery side terminal 20 of the battery pack 11 is first in the second bent portion 125e of the contact spring 123. The contact spring 123 bends from the fourth bent portion 125d by coming into contact with the protrusion 127, and then comes into contact with the first protrusion 126 of the third bent portion 125c to be bent from the second bent portion 125b. Therefore, when the battery pack 11 is mounted, the first protrusion 126 urges the battery-side terminal 20 with a reaction force obtained by the deformation of the second bent portion 125b and the fourth bent portion 125d, and the second protrusion 127 Since the battery side terminal 20 is urged by a reaction force obtained by deforming only the second bent portion 125b, the two contact portions have different spring constants and different urging forces.
[0078]
Here, even if the spring constant on the first protrusion 126 side (first spring constant) is formed to be larger than the spring constant on the second protrusion 127 side (second spring constant), both of them are the first embodiment. Since it is not an independent spring, it has a resonance frequency. However, for example, when compared with a configuration in which only the first projection having the first spring constant is in contact, the configuration of the present embodiment is such that the second projection having a small spring constant is in contact with the former (1 free The second protrusion side does not resonate when the latter (multi-degree-of-freedom vibration with a plurality of contact points as in the third and sixth embodiments) resonates. The first protrusion and the second protrusion have a resonance frequency that resonates. Therefore, in the sixth embodiment, since the resonance frequency can be increased, the above-described instantaneous interruption duration ΔTa can be shortened, and by making ΔTa> ΔTb, the capacitance of the capacitor provided in the power supply line can be further reduced. The size can be reduced and space can be saved.
[0079]
As described above, in the first to sixth embodiments, the structure of the battery contact terminal portion that can avoid the instantaneous interruption of the power supply and shorten the instantaneous interruption duration has been described. By using the configuration of these terminal portions, as in the first embodiment, almost any of the main body side terminals can be in contact with the battery side terminals so that the electrical connection is continued, It is possible to prevent the occurrence of problems due to instantaneous interruption of power supply. In addition, by reducing or reducing the capacity of the capacitors provided in the power supply line, it is possible to save the printed circuit board and to reduce the size and weight of the device.
[0080]
In recent years, information devices such as computers and other information processing devices such as public telephone lines perform data communication, and wireless communication such as images and audio data is becoming popular between mobile objects and information processing devices. is there. During transmission / reception of such data, if some external force is applied to the information device and the contact of the contact at the terminal portion is instantaneously released, the data being communicated may be lost. Therefore, for example, as an external unit, an information device including a communication unit including a communication external cable provided with a terminal portion and a connector fitted to the terminal portion of the communication unit, or a data storage function including a terminal portion. In an information terminal comprising a memory card having a memory card and a memory card connector that is in electrical contact with the terminal portion of the memory card, the structure of the terminal portion as shown in the previous embodiment It is also possible to apply. By providing an instantaneous disconnection prevention means against vibration by such a connection release prevention means or a connection release suppression means, the electrical connection can be continued at all times. Loss of signal can be avoided.
[0081]
In the above-described embodiment, the configuration of the terminal that electrically connects the battery pack and the main body portion by the contact method is exemplified, but the present invention can also be applied to other contact portions in the device. When applied to contact points in other power lines, instantaneous power interruptions can be avoided or the capacity of capacitors can be reduced, and when applied to audio signals, image signal lines, etc. It is possible to provide a terminal having a suitable structure in any contact portion, such as prevention of breakage and disappearance.
[0082]
As described above, in the present embodiment, a structure in which a plurality of contact springs having different spring constants are in contact, a structure in which contact springs are in contact from a plurality of directions, a structure in which terminals having different spring constants are in contact with each other, and the like. Therefore, it is possible to always maintain the electrical connection, and to avoid contact release when resonance occurs due to vibration when an external force is applied to the terminal portion, it is possible to prevent a failure such as a malfunction of the device due to a momentary interruption.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a contact terminal that can prevent disconnection of a contact portion due to external vibration caused by impact acceleration that acts at the time of dropping, and that can prevent instantaneous interruption of a power source or loss of a signal. The effect which can provide the provided information equipment is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a mobile phone as an information device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a main body side terminal in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a local cross-sectional view of the main body side and the vicinity of the battery side terminal portion when the battery pack according to the first embodiment is mounted.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a main body side terminal according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main body side terminal according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing configurations of a main body side and a battery side terminal portion in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing configurations of a main body side and a battery side terminal portion in a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the mobile phone according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a fluctuation state of a supply voltage to a circuit unit when an instantaneous interruption occurs.
FIG. 10 is a perspective view illustrating a configuration of a main body side terminal according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a local cross-sectional view of the main body side and the vicinity of the battery side terminal portion in a state where the battery pack according to the sixth embodiment is mounted.
FIG. 12 is a local cross-sectional view showing a configuration example of a terminal portion in a conventional portable information device.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional main body side terminal replaced with a one-degree-of-freedom spring mass model.
[Explanation of symbols]
1 Upper case
2 Lower case
3 Case
10 PC board
11 Battery pack
20, 74, 89 Battery side terminal
21, 51, 61, 71, 72, 81, 121 Main unit side terminal
31,52 Housing part
32, 53, 77, 78, 87, 123 Contact spring
38,58 First contact piece
39, 59a, 59b Second contact piece
41 1st contact part
42 2nd contact part
43 Terminal
44 battery cells
45,84 electrode land
46 PCB for battery
62 Tube
63 Plunger
64 spring
65, 66 (plunger) tip
85 Flexible printed circuit boards for batteries
88 Elastic member
101 Main body
102 battery pack
105 Power supply circuit
108 Radio unit
112 Control unit
116 Electrolytic capacitor
126 First protrusion
127 Second protrusion

Claims (4)

  A substrate,
  A root portion that is electrically conductive and is in contact with the substrate; a tip portion that is divided into at least two portions with respect to the root portion; a first contact piece that is provided on the one of the divided tip portions; A second contact piece provided at the other tip portion, and a terminal in which the first contact piece and the second contact piece have spring properties,
  A battery pack having at least one electrode land,
  The first contact piece and the second contact piece can contact the electrode land;
  The portable information device, wherein a spring constant of the first contact piece is different from a spring constant of the second contact piece.   The portable information device according to claim 1,
  The electrode land is a portable information device for a positive electrode or a negative electrode.   The portable information device according to claim 1 or 2,
  The battery pack includes a battery cell, and the electrode land is connected to the battery cell.   The portable information device according to any one of claims 1 to 3,
  The electrode land has a plane;
  The portable information device, wherein the first contact piece and the second contact piece can contact the electrode land in the plane.

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