JP2007149396A - マルチコネクター付き電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】 構造の異なる２種類の相手側接続部との接続のために、第１の接続部と第２の接続部から成る２種類の接続手段を備えたマルチコネクター付き電池パックを提供する。
【解決手段】 接続手段３０は、パック本体に、その一端部から突出して設けられ、電池を用いる装置や機器などの側に備えられた第１の接続部２１に対しては横方向から差し込み可能とし、それにより電気的接続状態になる横方向端子を構成するとともに、機械的な係合手段２３を有していて横方向とその逆方向以外への抜け出しを防止し、また、接続手段３０と接点を共通し、電池を用いる装置や機器などの側に備わっている第２の接続部２２に縦方向から差し込み可能とし、そのために、横方向差し込みと逆方向以外の方向への抜け出しを防止している機械的な係合手段２３を通過可能にする通過部２６、２７を係合手段２３に有しているものとする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電池を扱う装置や機器などの側に備えられている、第１の接続部と第２の接続部という、構造の異なる２種類の相手側接続部に対する接続のための、接続手段を備える電池パックに関するものである。

電池電源により作動するモーターを動力源とする、いわゆる電動ガンでは、電池の性能及び電池交換の容易性が重要である。例えば、いわゆるサバイバルゲームにこの種の電動ガンを用いる場合、電池交換に手間取っている間に、攻撃を受けたら万事窮することになるからである。このため、本出願人は電池を使用する電動ガンなどの装置や、その電池への充電器などへの着脱を、ワンタッチで行えるコネクター付き電池パックを開発し、出願をした（特開２００５−６３８１５号）。

同号の発明は、電池を用いる装置や機器などの側に設けられた、電池収容室に嵌め込まれる電池本体と、上記の装置や機器などの側に設けられている、接続部にワンタッチで接続されるコネクターとを有し、接続部にコネクターを横方向へスライドさせて装着することで、電気的にも機械的にも接続状態になるという構成を有している。しかし、接続部にコネクターをスライドさせて装着する方式を取るため、例えば銃身に設けられた電池収容室に、横方向からスライドさせることが絶対的な条件になる。

このような横方向スライド装着方式は、必然的に、電動ガンなど電池を用いる装置や機器への電池の装着方向を、銃身の横方向から、一義的に決定することになる。従って、電池を横からスライドさせて装着するのに都合の良い構造形態を有するものについては適合するが、縦に差し込んだ方が良い構造形態を有するものの場合には、逆に設計上の制約になる。しかし、上記の発明では、接続部にコネクターを横方向へスライドさせて装着すると、電気的にも機械的にも接続状態になるという構成であるため、スライド方向以外の方向からは装着することができない。

それ故、従来技術によれば、横方向スライドによる電池の装着方式を持つものの他に、縦方向への差し込みによる電池の装着方式を持つものを、別に用意する必要が生じることになる。このような電池パックは手探りで扱うことも考えられるが、指先では横か縦かを瞬時に判別することが困難である。複数の装着方式を採用しなければならないということは大変不便であり、使用中の電池交換に余計に手間取るとか、混同して使い物にならないものを携行するという、泣くに泣けない事態も起こり得る。

特開２００５−６３８１５号

本発明は上記の点に着目して成されたもので、その課題は、構造の異なる２種類の相手側接続部に対する接続のために、第１の接続部と第２の接続部という２種類の接続手段を備えるマルチコネクター付き電池パックを提供することである。また、本発明の他の課題は、何種類もの電池パックを持つ必要をなくす一方、メーカー等においては、在庫管理の容易なマルチコネクター付き電池パックを提供することである。

前記の課題を解決するため本発明は、電池を扱う装置や機器などの側に備えられている、第１の接続部と第２の接続部の、構造の異なる２種類の相手側接続部との接続のための、接続手段を備える電池パックについて、
接続手段は、パック本体に、その一端部から突出した状態に設けられ、電池を用いる装置や機器などの側に備わっている、第１の接続部に、横方向から差し込み可能であり、第１の接続部への横方向の差し込みにより、電気的接続状態になる横方向端子を構成するものとし、かつ、電気的接続状態において、横方向差し込みの逆方向以外の方向への抜け出しを防止するために、機械的な係合手段を有しており、
パック本体の一端部から突出した接続手段は、当該接続手段を共通の接点とし、電池を用いる装置や機器などの側に備えられている、第２の接続部に、縦方向から差し込み可能な縦方向端子を構成するものとし、かつ、縦方向からの差込を可能にするために、横方向差し込みの逆方向以外の方向への抜け出しを防止している、機械的な係合手段を通過可能にする、通過部を係合手段に有しているものとする、という手段を講じたものである。

本発明が対象とするマルチコネクター付き電池パックは、複数個の電池をパックして、１個の電池パックを構成するもので、それによって所望の容量を有しているものである。その複数個の電池は、例えば２列ずつ何段かに配列し、全体を例えば包装用の樹脂シートなどの外皮で覆い、一体にした形態を有するものであることが望ましい。接続手段は他の必要な部材とともに、その外皮に包まれた状態となって、電池パックの一端部に配置されることになる。

本発明において、コネクターとは、電気的良導体によって形成され、他の端子や接点などと接触して、電気的に接続状態となり、かつまた、機械的にも一体的な結合状態となるものである。つまり、電池パックを相手側接続部に接続することが、電気的接続と機械的接続の両方を同時に満たす。さらに、マルチコネクターとは、相手側接続部が、第１の接続部と第２の接続部の、構造の異なる２種類を対象とすることを意味する。そしてそれらの接続と、接続状態からの離脱は、いずれもワンタッチで行えることが本発明の特徴である。

本発明において、ワンタッチとは、上記の接続のための動作、或いは、接続状態からの離脱の動作を、夫々１回の動作で行えるものを意味する。ただし、マルチコネクター付き電池パックの離脱防止手段が存在している場合には、離脱防止手段を解除することは別に必要であるが、マルチコネクター付き電池パックそのものの着脱が夫々１回の動作で行えるものは、ワンタッチであるといって差し支えない。

本発明において、電池を用いる装置や機器などの側に備えられている、第１の接続部と第２の接続部から成る、構造の異なる２種類の相手側接続部とは、横方向差し込みによる電池パックの装着方式を持つものと、縦方向からの差し込みを可能にする電池パックの装着方式を持つものとする。これにより、横方向差し込み構造を持つ相手側接続部にも、また、縦方向からの差し込み構造を持つ相手側接続部にも、全く同じように対応することができる。また、例えば横方向差し込みによる電池パックの装着方式だけが、従来行われていた場合に、従来の横方向スライドによる電池パックを、本発明によるマルチコネクター付き電池パックと共用可能にすることも、縦方向からの差し込みができないことは当然としても、可能である。

本発明の電池パックに備えられる接続手段は、パック本体に、その一端部から突出した状態に設けられ、電池を用いる装置や機器などの側に備わっている、第１の接続部に、横方向から差し込み可能であるものとする。即ち、第１の接続部への横方向の差し込みにより、電気的接続状態になる横方向端子を構成し、かつ、電気的接続状態において、横方向差し込みとその逆方向以外の方向への抜け出しを防止するために、機械的な係合手段を構成するものとする。

また本発明の電池パックに備えられる接続手段は、パック本体の一端部から突出した状態にあるとともに、当該接続手段を共通の接点とし、電池を用いる装置や機器などの側に備えられている、第２の接続部に、縦方向から差し込み可能な縦方向端子を構成するものとする。さらにまた接続手段は、縦方向からの差し込みを可能にするために、前記の、横方向差し込みとその逆方向以外の方向への抜け出しを防止している、機械的な係合手段を通過可能にするために、通過部を、係合手段に有している。

接続手段は、係合手段の通過部として、第２の接続部に縦方向から差し込み可能な切欠き部を形成し、かつ、切欠き部に、横方向端子と縦方向端子に共通の接点を有し、この接点の外側部を内側に曲げた構成を有することが望ましい。接点の外側部を内側に曲げることにより、縦方向からの差し込み時に、接続手段が引っ掛かることを防ぐことができる。接続手段が、第１の接続部に、横方向から差し込み可能であり、かつ、第２の接続部に、縦方向から差し込み可能であるためには、横、縦どちらの方向からの差し込みについても引っ掛かりを起こさず、しかも接続時に相当の摩擦抵抗を生じて、接続状態を保持することが望まれるので、そのための態様である。

第１の接続部は、接続手段との接続時に、接続手段の共通の接点を左右から加圧する手段を備えていることが望ましい。接続手段の共通の接点を左右から加圧することにより、第１の接続部における接続状態の保持が行える。また、第２の接続部は、接続手段との接続時に、接続手段の共通の接点を左右から挟み込んで固定する固定手段を備えていることが望ましい。これも、共通の接点を左右から挟み込んで固定することにより、第２の接続部における接続状態の保持が行えるようにする手段である。

接続手段の端子は、第１、第２の両接続部のどちらに対する差し込みによっても、接触と摺動を伴う。第１接続部と、第２接続部とでは、摺動距離が長短異なるけれども、接続端子の差し込みによって、接点を擦るという動作を伴うことに変わりはない。第１、第２の両接続部と、接続手段とが接触しながら摺動することにより、接続の際に接触部分が相互に擦られるため、酸化被膜を逐次擦って磨くことになり、接点を良好な導通状態に保つことができる。

本発明は上記のように構成されかつ作用するものであるから、構造の異なる２種類の相手側接続部に対する接続を可能にする、第１の接続部と第２の接続部という２種類の接続手段を備えるマルチコネクター付き電池パックを提供することができる。また、本発明によれば、何種類もの電池パックを持つ必要がなくなり、かつ、異種電池パックの誤使用という問題をなくすことができる。一方、メーカー等においては、電池を横からスライドさせて装着するのに都合の良い構造形態を有するものについても、また、縦に差し込んだ方が良い構造形態を有するものについても、１種類の電池パックだけで済むことになり、在庫管理も容易となるなど、顕著な効果を奏する。

以下図示の実施形態を参照し、本発明のマルチコネクター付き電池パック１０についてより詳細に説明する。図１は、本発明のマルチコネクター付き電池パックの一例１０、また図２は相手側接続部との関係を示すもので、電池を用いる機器として示されているものは、図２ではＡＣアダプター３９を付属する充電器２０−１、２０−２である。

例示の充電器２０−１は、横方向Ｈからの差し込みが可能な第１の接続部２１を有し、接続手段３０の接片１２、１３を横方向Ｈへの差し込みにより、接続するものである。横方向差し込みのための充電器２０−１は、接続手段３０をスライドさせる案内台部を有する。また、充電器２０−２は、縦方向Ｖからの差し込みが可能な第２の接続部２２も有しており、接続手段３０の接片１２、１３を、横方向Ｈからの差し込み及び縦方向Ｖの差し込みによって接続することができるものである。縦方向差し込みのための充電器２０−２は、接続手段３０を挿入する挿入口を有する。

例示の電池パック１０は、充電式の電池要素１１を数個直列に接続し、接続手段３０の接片１２、１３は、端子取り付け版１４に取り付けられ、また、電池列の他端にて両極の電極の接続のために、導通板１５を底板１６に取り付けている。数個の電池要素１１と、端子取り付け版１４及び底板１６とは、熱収縮性樹脂より成るパイプ状の外皮１７によって一体に組み立てられている。接続手段３０の接片１２、１３は、接続部１２ａ、１３ａを有しており、端子取り付け版１４に形成されている透孔１８、１９を通して電池列の他端にて＋−各極の電極と接続状態となり、さらに必要によりスポット溶接、又は半田付けされる。

例示の電池パック１０は、第１の接続部２１に対して、横方向の差し込みにより機械的に係合する係合手段２３として、より幅の狭い頸部２４と、より幅の広い係合版２５とを有しており、前記の接続手段１２、１３は、頸部２４の左右両側面に取り付けられる。この構成により、接続手段３０は、電池パック１０の本体に、その一端部から突出した状態に設けられることになり、第１の接続部２１に、横方向から差し込み可能、かつ横方向の差し込みにより、電気的接続状態になる横方向端子を構成し、かつ、電気的接続状態において、横方向差し込みの逆方向以外の方向への抜け出しを防止するための、機械的な係合手段を構成する。なお、接続手段３０の係合版２５は、誤接続防止のため、前後に非対称な平面形状を持つと同時に、前部が尖って後部が丸くかつ前部よりも大型に形成されている。

接続手段３０の接片１２、１３を共通の接点とし、４個の接点部材からなる第２の接続部２２に、縦方向から差し込み可能な縦方向端子による、縦方向からの差し込みを可能にするために、切欠き部２６、２７が通過部として、係合版２５の両側に形成されている。係合版２５は、接続手段３０の横方向差し込みとその逆方向以外の方向への抜け出しを防止している、機械的な係合手段であるが、この係合版２５を、第２の接続部２２の縦方向端子がスムーズに通過可能なように、切欠き部２６、２７を設けているものである。さらに第２の接続部２２の通過の際、この部分にて接片１２、１３が、引っ掛かりを生じないように先端１２ｂ、１３ｂを内側に曲げている。２８、２９は貫通穴であり、プラグ２８ａ、２９ａによって塞がれる。

２種類の相手側接続部の一方である第１の接続部２１は、係合手段２３を横方向から差し込むスリット状の差込口３１を有し、スリットを形成している上板の下に上記第１の接続部２１を構成する接点部材が位置し、さらにその下部に、上向きにばね付勢された押し板３２が位置している（図３、図４参照）。押し板３２は、電池パック１０の接続の際に係合手段２３によって押し込まれ、係合版２５を第１の接続部２１の下に係合させる構成である。

他方の相手側接続部である第２の接続部２２は、係合手段２３を縦方向から差し込む凹所状の差込口３３を有し、その開口部分の左右両側に上記第２の接続部２２が位置し、それらの中央に、上向きにばね付勢された押し板３４が位置している（図８、図９参照）。第２の接続部２２には、接続手段３０による接続時に、接続手段３０の共通の接点である接片１２、１３を左右から挟持する固定手段３５、３５が設けられている。固定手段３５は、リン青銅、ばね鋼等の弾性材料製の板材から成り、接続手段３０の接片１２、１３を、強い力で左右から挟み込んで固定するもので、押し板３４に作用する付勢力を上回るように設定される。３７、３８はその付勢のためのばねを示す。

このような構成を有する本発明のマルチコネクター付き電池パック１０は、次のように作用する。まず、電池パック１０を、充電器２０−１に備えられた第１の接続部２１に接続するには、図１又は図３、図４に矢印で示すように、スリット３１状差し込み口３１に横方向からの差し込みにより挿入する。挿入の間違いをなくすためには、挿入方向を示すマーク３６に従えば良い。この横方向差し込みにより、接続手段３０の接片１２、１３は接続手段３０により押し板３２を押し下げながら、第１の接続部２１のＵ字状の接点を擦り、第１の接続部２１のＵ字状の接点の下に係止する（図６、図７）。これにより、電気的接続状態が確立され、かつ横方向差し込みの逆方向以外の方向への抜け出しを防止するための機械的な係合状態が成立する。

また、電池パック１０を、充電器２０−２に備えられた第２の接続部２２に接続するには、図１又は図８〜図１０に矢印で示すように、凹所状の差込口３３に縦方向からの差し込みにより挿入する。挿入の間違いをなくすためには、接続手段３０の係合版２５の前後非対称な平面形状を、これと相似形に形成されている差込口３３の凹所の平面形状に合わせて縦方向に差し込めば良い。接続手段３０の縦方向の差し込みにより、横方向接続と共通の接点を構成している接片１２、１３は、第２の接続部２２を擦りながら差し込まれ、さらに左右から挟持する固定手段３５、３５の強い力を受けて固定され（図１０Ａ、Ｂ）、横方向差し込みの場合と同様に、電気的にも、また、機械的にも接続状態として確立されることとなる。

かくして、本発明の電池パック１０においては、接続手段３０の、横方向差し込みによる第１の接続部２１への接続も、縦方向の差し込みによる第２の接続部２２への接続も、全く同様に、ワンタッチで行うことができ、そのワンタッチ接続により、電気的接続と、機械的接続が確立されるものである。接続状態にある電池パック１０は、それを、横方向差し込みによる挿入方向とは逆方向へスライドさせ、或いは、縦方向の差し込みとは逆方向へ抜き出す操作により、ワンタッチで取り外すことができる。

このような構成作用を有する、本発明のマルチコネクター付き電池パック１０の機動性は、これを電動ガンに使用した場合に、発射機能回復を迅速に行えるという効果を奏するが故に、効果的なものである。機能回復を迅速に行えるものは電動ガンに限らないが、本発明は電動ガン用のマルチコネクター付き電池パックとして開発されたものであるので、次に、その例について説明する。

電動ガン４０に電池パック１０を取り付ける場所としては、銃身４１の周辺が第１の候補地になる。この場合、電池パック１０を横から入れるか、或いは縦に差し込むかの二通りの方法を取り得るが、前者の場合、電池収容部４２を大きく開くことができ確認し易い反面、大きく開く構造により銃本体の強度に影響が出る可能性があり、後者の場合には、接続部を奥に配置することになるため、確認しにくいという事情がある。そこで、モデルの形状によって自由に決められることが望ましく、この要求に応える事情からも、横方向及び縦方向の差し込みが可能な本発明の電池パック１０は好ましいものである。

図１３は、電池パック１０を縦に差し込む方式を取る電動ガン４０の例であり、電池収容部４２を、銃身４１の上部の、実銃ではガスチューブに相当する位置に設けている。図示の例では、銃の前端部４３を分離可能とし、電池収容部４２が前方に開口する構造としている。電池収容部４２は電池パック１０をがたつかせずに嵌め込むことができる大きさと形状を有し、その電池収容部４２の最も奥に、４個の接点部材から成る第２の接続部２２が設けられている。

よって、銃の前端部４３を分離し、開口している電池収容部４２の前方から、本発明のマルチコネクター付き電池パック１０を挿入し、接続手段３０を第２の接続部２２に差し込み、取り付けることができる。その際、電池パック１０の接続端子２０の向きを間違えないように、マーク４４を電池収容部入り口などに設けておくと良い。マーク４４は、電池パック側のマーク３６と同じもので良い。

接続手段３０を第２の接続部２２へ接続し、それが完了した段階になると、電池パック１０の接続端子２０と第２の接続部２２との電気的接続及び機械的接続が確立される。故に、引き金４６を引けば電動ガン４０を動作させることができ、また、接片１２、１３は左右から固定手段３５、３５の強い力を受けて固定されているので、下を向けても脱落することはない。最後に、銃身部４５を銃身４１に合わせて、分離していた銃の前端部４３を取り付け、図示しない公知の結合手段により銃本体に結合する。

図１５に、本発明に係るマルチコネクター付き電池パック１０の例２を示す。例２は、端子取り付け板１４′に接続手段３０の係合版２５′を一体に設け、係合版２５′の頸部２４′に横方向からの差し込みのための接片１２′、１３′を設ける一方、係合版２５′の端面には電池要素１１…の電極と導通する接片１２″、１３″を貫通穴２８′、２９′の内側に設け、縦方向からの差し込みを可能としている。これに対応して、相手側接続部には、貫通穴２８′、２９′に差し込まれるロッド状の接続端子２８″、２９″を第２の接続部２０−２として設けている。

接続手段３０の機械的接続構造は前記の例と同様で良く、縦方向端子である上記接続端子２８″、２９″の差し込みを可能にするための通過部として切欠き部２６、２７が設けられている。係合版２５′が接続手段３０の横方向差し込みとその逆方向以外の方向への抜け出しを防止していること、押し板２４を有すること等は前記の例と同様であるので符号を援用し、詳細な説明は省略する。よって、この例２のものも第１の接続部２１に使用することができる、一方では、ロッド状の接続端子２８″、２９″を有する第２の接続部２０−２′にも使用可能である。

電動ガンのみならず、電池を扱い、又は、電池を用いる装置や機器一般に利用することができる。

本発明に係るマルチコネクター付き電池パックの一例を示すもので、Ａはその外観図、ＢはＡの分解図。 図１の電池パックと２種類の相手側接続部を示す斜視図。 本発明における接続端子と第１の接続部とを示す平面図。 図３のものに対する側面方向における断面図。 同じく図３のものに対する正面方向における断面図。 本発明における接続端子と第１の接続部の接続状態を示す説明図。 同じく接続端子と第１の接続部の接続状態を示すもので、Ａは平面図、Ｂは側面方向における断面図。 本発明における接続端子と第２の接続部とを示す部分断面側面図。 図８の直交方向における部分断面側面図。 本発明における接続端子と第２の接続部の接続状態を示すもので、Ａは部分断面側面図、ＢはＡの直交方向における部分断面側面図。 本発明における接続端子と第２の接続部とを示す平面図。 同じく図１１のものの接続状態を示す説明図。 本発明に係るマルチコネクター付き電池パックを、電動ガンに適用した例を示す分解側面説明図。 図１３の電動ガンの組み立て状態を示すもので、Ａは側面説明図、Ｂは図１３のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の例２を示すもので、Ａは電池パックの側面図、Ｂは第２の接続部の縦断面図、Ｃは電池パックの接続手段の端面図、Ｄは第２の接続部の正面図である。

符号の説明

１０ 電池パック
１１ 電池要素
１２、１３ 接片
１４ 端子取り付け板
１５ 導通板
１６ 底板
１７ 外皮
１８、１９ 透孔
２０−１、２０−２ 充電器
２１ 第１の接続部
２２ 第２の接続部
２３ 係合手段
２４ 頸部
２５ 係合版
２６、２７ 切欠き部
２８、２９ 作業穴
３０ 接続手段
３１ スリット状の差込口３１
３２、３４ 押し板
３３ 差込口
３５ 固定手段
３６、４４ マーク
４０ 電動ガン
４１ 銃身
４２ 電池収容部
４３ 銃の前端部
４５ 銃身部

Claims (4)

1. 電池を扱う装置や機器などの側に備わっている、第１の接続部と第２の接続部の、構造の異なる２種類の相手側接続部との接続のための、接続手段を備える電池パックであって、
   接続手段は、パック本体に、その一端部から突出した状態に設けられ、電池を用いる装置や機器などの側に備わっている、第１の接続部に、横方向から差し込み可能であり、第１の接続部への横方向の差し込みにより、電気的接続状態になる横方向端子を構成するものとし、かつ、電気的接続状態において、横方向差し込みと逆方向以外の方向への抜け出しを防止するために、機械的な係合手段を有しており、
   パック本体の一端部から突出した接続手段は、当該接続手段を共通の接点とし、電池を用いる装置や機器などの側に備わっている、第２の接続部に、縦方向から差し込み可能な縦方向端子を構成するものとし、かつ、縦方向差し込みを可能にするために、横方向差し込みと逆方向以外の方向への抜け出しを防止している、機械的な係合手段を通過可能にす
   る、通過部を係合手段に有しているマルチコネクター付き電池パック。
2. 接続手段は、係合手段の通過部として、第２の接続部を縦方向から差し込み可能な切欠き部を形成し、かつ、切欠き部に、横方向端子と縦方向端子に共通の接点を有し、この接点の外側部を内側に曲げた構成を有する請求項１記載のマルチコネクター付き電池パック。
3. 第１の接続部は、接続手段との接続時に、接続手段の共通の接点を左右から加圧する手段を備えている請求項１記載のマルチコネクター付き電池パック。
4. 第２の接続部は、接続手段との接続時に、接続手段の共通の接点を左右から挟み込んで固定する固定手段を備えている請求項１記載のマルチコネクター付き電池パック。
   
   

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