JP2005216719A - 電池ホルダ - Google Patents

Abstract

【目的】電池交換の容易性、電池誤挿入時の通電防止、電池形状のばらつきによる電池収納時の対処について、容易に確実に行えることを目的とするものである。
【構成】電池を直列に複数個使用する電子機器の電池ホルダは、上下、左右方向に伸縮する材料（例えば弾性材であるゴム、エラストマー、軟質ウレタン、低密度ポリエチレンなど伸縮可能な樹脂）で電池ホルダを成型し、電池と電池の間には電池ホルダと一体成型されたリブを設け、組立のコストを抑える構成とする。また、電池ホルダの材料は絶縁物である必要がある。リブの間隔はボタン電池形状の＋極より（乾電池は−極）より狭く、−極よりは広くし、規定方向に挿入した際、電池同士間の接触の妨げにならないリブの厚さにする。リブの強度は接点のバネ圧力より弱くし、変形可能とした。
【選択図】 図５

Description

ボタン電池を直列に多数使用する電子機器の電池交換を容易に出来、振動や衝撃による接触不良や、電池の誤挿入による液漏れを防止する電池ホルダに関する。

電池を使用する電子機器は、電池交換の煩わしさをなくすため大容量で長時間使用できるよう、電池を複数個使用できることが求められている。また特に携帯型の電子機器では、機器全体の小型化が求められるため、乾電池よりボタン型の電池の使用が多くなっている。ボタン型電池（以下、電池という）を多数個使用する電子機器においても、電池消耗品であるため交換が絶対必要になる。電池交換を容易にするには電池を保持、固定するための電池ホルダの着脱による使いやすさが求められる。
電子機器に装着、または設置された電池ホルダは電池ホルダ内に接点を設ける構成が多く、電池挿入部にコイルや板バネの金属端子が突出し、この金属端子で電池を挟み込む構造としているため、電池を斜めにし、金属接点に接触させながら挿入する構造となっている。複数個使用する電池の最後に電池ホルダに挿入する電池は、電池が確実に装着されていない状態で固定されてしまうことがあるため、電池を保護するためのカバーを装着出来ないことや、また電池ホルダを取り外し可能とした電子機器では電池ホルダが装着できない煩わしさがある。
電池を３個以上使用する電子機器では、１つの電池を規定の方向と逆に挿入した場合、逆に挿入した電池が、規定方向に入れた２個の電池より充電され液漏を発生する。液漏れは使用する電子機器内部の汚染や汚染異物による電池間、電池と端子間の接触不良の原因になる。
同じ規格の電池で各メーカーにより形状のばらつきがあるため、電池が挿入できるように、電池ホルダの形状を同じ規格の電池で外径が一番大きい電池に合わせた形状にすると、電池と電池ホルダの隙間が大きくなる。このため携帯機器では、電池がホルダ内で振動により移動してしまい、電気的な接触不良が発生したり電池が振動により移動したときに、ホルダ内壁と当接して異音が発生する原因となっていた。
特願平０５−２６２３９１号公報。 特願平０５−２４６６０２号公報。 特願平０９−１４５１１２号公報。

電池を直列に複数個使用する電子機器では、電池ホルダ内に突出し電池電極を挟み込む端子をなくし、電池ホルダを電子機器より取り外し可能な構造とすることで電池は容易に着脱できることが求められる。
電池を誤挿入した場合、液漏れや接触不良を起こさないようにするために、電池の＋極（乾電池では−電極）が向かい合って挿入された場合、電池同士が接触しないための絶縁リブを設ける必要がある。

電池を複数個使用する電子機器において、前記電子機器内に電池ホルダを設け、前記電池ホルダを電気的に絶縁でき、弾性力のある材料で作成した電池ホルダを第１の要旨とするものであり、前記電池ホルダの内部には、電池ホルダを作成した材料と同じ材料で作成されたリブを設けた電池ホルダを第２の要旨とするものである。

電池ホルダは弾性体で形成されているため、電池を挿入する際は伸び、装着後は縮むため電池の着脱が容易になり、電池形状の違う電池でも、電池ホルダが伸縮するため対応可能となる。
電池と電池の間に仕切りリブを設けることで電池の装着位置が分かりやすく、リブが弾性材であるため振動により電池同士が同方向に移動した場合、リブは電池の移動方向に曲がるため電池同士の接触を妨げず、接触不良を起こすことがない。また振動により電池が電池ホルダに当たった場合にも電池ホルダが弾性材であるため、衝撃を吸収し異音を発生しない。
電池を誤挿入し、＋極同士が向かい合った場合には絶縁材である弾性体からなるリブが電池同士の間に挟まれるため、通電を防ぎ液漏れによる電子機器内の汚れや、異物による接触不良を防ぐことができる。

本発明の電池ホルダは、円形の電池を直列に配置出来るよう電池外周の半周を覆う中空の半円柱形状とし、電池と電池ホルダが接触する半円内側に電池が１個挿入出来る電池厚さ幅の仕切用リブを設け、直列に装着した電池両端部の−電極と＋電極の接点部を絶縁しないために中空の半円柱形状の上下面には、端子と電極用の接点を確保する切り欠き、または穴を設けた弾性材料で成形された電池ホルダとした。

以下、図面を参照しながら本発明を適用した一例である電子ペン１について説明する。
図１は、本発明の電池ホルダを備えた電子ペン１である。使用しない場合の保管状態は軸２にキャップ３を勘合させ横に置くか、キャップ３の頭冠４により固定されたクリップ５を使用し、使用者のポケット（図示せず）に挟み、尾栓６が下を向くように保管する。

図２を使用して、電子ペン１の使用方法を説明する。キャップ３を軸２より外し、使用中の紛失を防ぐ為に、尾栓６（図１参照）側に勘合させる。
キャップ３を外すと、軸２に固定されたボールペンのリフィル７が設けられており、用紙８に筆記することができる。

ボールペンのリフィル７上部には、電子ペン１の位置を受信機１０に送信するセンサーを保護するためのセンサーカバー９が軸２に接着により固定されている。前記受信機１０に送信された位置データは、別途用意されているパソコン（図示せず）に接続されている受信機１０に送られ、筆記の位置データをパソコン（図示せず）に接続されたモニタ（図示せず）の画面上に表示する。受信機１０は用紙８と同一面に設置し、用紙８のサイズを設定後、リフィル７に設けられているボールペン１１で用紙８に筆記を開始する。筆記された内容と同じ位置データが受信機を介して前記パソコン（図示せず）に送信され記録する。

図３、図４の断面図を使用して本発明の構成を説明する。電子ペン１は電池３２を３個直列に使用することで駆動する。尾栓６には端子２９と電池ホルダ３０のボス３１ａ、３２ｂにより熱溶着され、尾栓６に固定されている。端子２９は通電可能な薄板金属でコの字状に成形され、電池側端子３９は電池３２と接触出来るようバネ性を有し、ドーナツ状のペン側端子２２が一体で成形されている。尾栓６はねじ部４１が、軸２に螺合されて固定される。電池ホルダ３０内には電池３２が装着され、尾栓６が固定されることで−用穴４２より−端子４３が入り込み電池３２と接触する。電池ホルダ３０は、一例として弾性材であるゴム、エラストマー、軟質ウレタン、低密度ポリエチレンなど伸縮可能な樹脂で形成されている。各電池３２は、−端子４３のバネ圧力により電池側端子２１に押し当てられ接触する。尾栓６が螺合されると、ドーナツ状に成型されたペン側端子２２が回転しながら、＋端子４４に成型された接点部と確実に接触する構成とする。＋端子４４と−端子４３は、基板４６に接続固定されているので、尾栓６を螺合することで通電可能となる。基板４６はホルダ４７に勘合される。ホルダ４７は軸２に圧入固定されているため、＋端子４４のバネ圧力により移動することはないため＋端子４４は確実に電池３２に接触する構成となっている。

図５を使用して電池着脱方法と電池固定の構成を説明する。電池ホルダ３０には中空半円柱状の電池装着部３３に電池３２同士が接触する位置にリブ３４、３５、３６が３箇所に設けられている。１つ目の電池３２Ａは端子ガイド３７の−側接触面４８とリブ３４の間に入り、２つ目の電池３２Ｂはリブ３４とリブ３５の間に入り、３つ目の電池３２Ｃはリブ３５と端子ガイド３７の＋側接触面４９との間に入る。リブ３４、３５、３６の間隔は電池３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの＋電極より小さく、−電極よりは大きく成型されている。またリブ３４、３５、３６の厚さは電池３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの−電極の高さより薄いため正常に挿入された電池の接触には影響しない。尾栓６が軸２に螺合固定された際、端子ガイド部３７は＋端子と−端子が接触しないように、ペン側端子３８より突出した形状としている。電池側端子２１は、端子ガイド３７の＋側接触面４９に＋側面の形状に合うよう、円形の一部に切り溝を入れ金属片を矩形形状とし曲げることでバネ性を有し、＋用穴３９の中を通り＋側面より突出するように成型されている。尾栓６を軸２に螺合すると−端子が−側面中央の−用穴を通り電池の−電極と接触し、−端子のバネ圧力により電池３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを＋側面に押し上げる。押し上げられた電池３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、＋側面より突出した電池側端子２１に接触する。電池側端子２１とペン側端子３８は一体成型されているためペン側端子３８が接点に接触することで通電する。また＋側面は端子２０と尾栓６により押さえられているため、電池３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの−端子側に設けられているマイナス端子４３のバネ圧力により電池３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが尾栓６内後方まで後退しない構成としている。

図６は、異形の電池５１が電池ホルダ３０に挿入された場合について、説明するものである。電池外径のばらつき（同じ規格の電池であっても製造上の寸法許容内で電池の外径が、大きかったり、小さかったりすること。）により、異形の電池５１を電池ホルダ３０内に挿入する。電池ホルダ３０は弾性体で形成されているため伸縮し、大きい電池を入れると膨らみ、小さい電池を入れると縮むと同時にリブ３４、３５が曲り、電池５１の形状に合った形に電池ホルダ３０が変形するため、電池５１，５２、５３は電池ホルダ３０内で確実に収納され、電池５１、５２、５３同士は確実に接触する。

図７は電池５４を逆挿入した場合の電池ホルダ３０の形状について説明する。電池５４を逆に入れた場合、電池ホルダ３０は、弾性材であるリブが挟み込まれ電池間は通電しない。これは前記したように、リブ３４、３５を含む電池ホルダ３０全体がゴム等の電気的絶縁素材で形成されているためである。このように電池５４を決められている極性と異なった方向（＋極、−極を逆に挿入した場合）に挿入された場合、電池５２と電池５４の間にリブ３４が介在し、電池５２と電池５４は非接触状態となるため、電気的な通電をすることが無いので、操作者は電池５４を逆に入れたことに気付くことが出来る。また、保管状態に於かれた場合に過充電による液漏れの心配がないため、電子機器の汚染や異物による接触不良を防ぐことが出来る。

本実施例を使用した電子ペンの外観図。 本実施例を使用した電子ペンの使用状態図。 本実施例の断面図。 本実施例の断面図。 本実施例の構成を説明する斜視図。 電池ホルダの変形を説明する説明図。 リブの状態を説明する説明図。

符号の説明

１ 電子ペン
２ 軸
３ キャップ
４ 頭冠
５ クリップ
６ 尾栓
７ リフィル
８ 紙
９ センサーカバー
１０ 受信機
１１ ボールペン
２０ 端子
２１ 電池側端子
２２ ドーナツ状のペン側端子
３０ 電池ホルダ
３１ａ ボス
３１Ｂ ボス
３２ 電池
３３ 中空半円柱状の電池装着部
３４ リブ
３５ リブ
３６ リブ
３７ 端子ガイド部
３８ ペン側端子
３９ ＋用穴
４０ 電池の−電極
４１ ネジ部
４２ −用穴
４３ −端子
４４ ＋端子
４５ 接点部
４６ 基板
４７ ホルダ
４８ 端子ガイド３７の−側接触面
４９ 端子ガイド３７の＋側接触面
５０ バネ端子
５１ 異形電池
５２ 電池
５３ 電池
５４ 逆挿入された電池

Claims (2)

1. 電池を複数個使用する電子機器において、前記電子機器内に電池ホルダを設け、前記電池ホルダを電気的に絶縁でき、弾性力のある材料で作成したことを特徴とする電池ホルダ。
2. 前記電池ホルダの内部には、電池ホルダを作成した材料と同じ材料で作成されたリブを設けたことを特徴とする請求項１記載の電池ホルダ。