JP2009080996A - 電池端子および電池ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】小型化の障害となることがなく、また大幅なコスト上昇を招かずに、電池の誤装填を防止可能で利便性の高い電池端子および電池ソケットを提供する。
【解決手段】電池端子Ｔは、凹型の絶縁部材Ｔｉからなり、その凹部、すなわち陥没部を有する面が乾電池Ｃの電極に対向して接するようにして用いられる。また絶縁部材Ｔｉは、上記陥没部の中心部に正極接点Ｔｐを備えるとともに、陥没部の外周部に負極接点Ｔｍを備える。そして、正極接点Ｔｐと負極接点Ｔｍは、それぞれ導電ラインＰｌとＭｌが接続されており相互に絶縁されている。このような電池端子Ｔが電池ソケット内に２つ設けられ、両電池端子Ｔの正極接点Ｔｐは、導電ラインＰｌによってプラス出力端子に接続し、同様に負極接点Ｔｍは、導電ラインＰｍによってマイナス出力端子に接続するようにしたものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えば乾電池を収容する電池ソケットに関する。

周知のように、乾電池を収納しその出力を電子機器に供給する乾電池ソケットには、乾電池を装填する向き（正負）が定められており、これに従わずに装填を行うと、機器の故障を招くなどの不具合を生じる虞があった。

しかしながら、乾電池の向きと乾電池ソケットの装填方向を確認して、装填を行うのは、ユーザにとって非常に煩わしいばかりではなく、例えば暗所で装填作業を行う場合には、所定の向きで装填することが困難な場合も多分にあり得た。またユーザが子供や高齢者、あるいは障害者などの場合には、誤った向きで装填を行う可能性が高く、利便性が低いという問題があった。

これに対して従来は、保護回路を設けて、誤った向きで電池が装填が行われても、機器に影響が及ばないようにしていた（例えば、特許文献１参照）。しかし、このような保護回路を設けることは、コスト上昇の一因となったり、携帯型の電子機器にあっては、小型化の障害となるという問題があった。
特開平７−１２３５８８公報。

従来では、保護回路を設けて、誤った向きで電池が装填が行われても、機器に影響が及ばないようにしていたが、このような保護回路を設けることは、携帯機器にあっては、コスト上昇の一因となったり、携帯型の電子機器にあっては、小型化の障害となるという問題があった。

この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、小型化の障害となることがなく、また大幅なコスト上昇を招かずに、電池の誤装填を防止可能で利便性の高い電池端子および電池ソケットを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、乾電池のプラス極に接するための正極接点と、この正極接点よりも乾電池の長手方向に隆起した位置に設けて、乾電池のマイナス極に接するための負極接点と、正極接点と負極接点を絶縁する絶縁手段とを具備して構成するようにした。

以上述べたように、この発明では、絶縁手段を介在させて、乾電池のプラス極に接するための正極接点と乾電池のマイナス極に接するための負極接点とを１つの電池端子に設けるようにしている。

したがって、この発明によれば、乾電池のプラス極が接する場合には、そのプラス出力が得られ、また乾電池のマイナス極が接する場合には、そのマイナス出力が得られるので、小型化の障害となることがなく、また大幅なコスト上昇を招かずに、電池の誤装填を防止可能で利便性の高い電池端子および電池ソケットを提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる電池ソケットで用いられる電池端子Ｔの断面図を示すものである。なお、図１では、電池端子Ｔに乾電池Ｃのプラス極Ｃｐが接している例を示しており、電池ソケット内において、乾電池Ｃのマイナス極Ｃｍには、もう１つの電池端子Ｔが接している。

電池端子Ｔは、凹型の絶縁部材Ｔｉからなり、その凹部、すなわち陥没部を有する面が乾電池Ｃの電極に対向して接するようにして用いられる。また絶縁部材Ｔｉは、上記陥没部の中心部に正極接点Ｔｐを備えるとともに、陥没部の外周部（正極接点Ｔｐに対して隆起した部分）に負極接点Ｔｍを備える。そして、正極接点Ｔｐと負極接点Ｔｍは、それぞれ導電ラインＰｌとＭｌが接続されており相互に絶縁されている。

正極接点Ｔｐと負極接点Ｔｍとは、乾電池Ｃの長手方向に対して、ギャップＰｄが設けられている。このギャップＰｄは、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐの突出量Ｃｄよりも短くなるように構成される。これにより、電池端子Ｔ（正極接点Ｔｐ）にプラス極Ｃｐが接する場合に、正極接点Ｔｐと負極接点Ｔｍが同時に乾電池Ｃに接しないようになっている。なお、電池端子Ｔに乾電池Ｃのマイナス極Ｃｍが接する場合には、正極接点Ｔｐが負極接点Ｔｍに対して陥没した位置にあることより、正極接点Ｔｐが乾電池Ｃに接することはない。

また陥没部の開口幅Ｐｗは、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐの幅Ｃｗ以下に設計される。また負極接点Ｔｍは、電池端子Ｔの凹部の外周部に設けられるが、外周部の幅よりも短く、かつプラス極Ｃｐから遠のいた外周側にオフセットした位置に設けられ、プラス極Ｃｐと接しないようになっている。これにより乾電池Ｃが傾斜して装填されても、プラス極Ｃｐが負極接点Ｔｍに接することはない。

以上のように構成される電池端子Ｔは、電池ソケット内に２つ（Ｔ１、Ｔ２）設けられ、図２に示すように、図示しない電池ソケット内において一対で乾電池Ｃの全長程度の間隔を空けて対向して用いられる。図２において、Ｔ１、Ｔ２は、電池端子Ｔと同様の構成から成り、両電池端子Ｔ１，Ｔ２の正極接点Ｔｐは、導電ラインＰｌによって接点Ｃ１を介してプラス出力端子Ｐｐに接続されて、同様に負極接点Ｔｍは、導電ラインＰｍによって接点Ｃ２を介してマイナス出力端子Ｐｍに接続されている。

ここで、図２（ａ）に示すような向き（プラス極Ｃｐが左）で乾電池Ｃが装填されたとすると、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐは、電池端子Ｔ１の負極接点Ｔｍに接することなく、正極接点Ｔｐに接し、一方、乾電池Ｃのマイナス極Ｃｍは、電池端子Ｔ２の正極接点Ｔｐに接することなく、負極接点Ｔｍに接する。この結果、プラス出力端子Ｐｐからプラス出力が得られ、マイナス出力端子Ｐｍはマイナス出力が得られる。

一方、図２（ｂ）に示すような向き（プラス極Ｃｐが右）で乾電池Ｃが装填されたとすると、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐは、電池端子Ｔ２の負極接点Ｔｍに接することなく、正極接点Ｔｐに接し、一方、乾電池Ｃのマイナス極Ｃｍは、電池端子Ｔ１の正極接点Ｔｐに接することなく、負極接点Ｔｍに接する。この結果、プラス出力端子Ｐｐからプラス出力が得られ、マイナス出力端子Ｐｍはマイナス出力が得られる。

すなわち、どちらの向きで乾電池Ｃを装填しても、プラス出力端子Ｐｐからプラス出力が得られ、マイナス出力端子Ｐｍはマイナス出力が得られる。このような電池ソケットのプラス出力端子Ｐｐおよびマイナス出力端子Ｐｍを直列または並列に接続することで、複数の乾電池Ｃを用いて所望の電力が得られる電池ソケットを構成でき、種々の用途に適応できる。

なお、図２では省略したが、図３に示すように、電池ソケットの筐体Ｈと、電池端子Ｔ１、Ｔ２の間に、バネなどの弾性材Ｂを設けるようにしてもよい。これにより図３に示すように、乾電池Ｃ１とＣ２の全長が異なるようなことがあっても、確実に長手方向に押圧でき、より安定した状態で乾電池Ｃから電力を出力させることができる。

以上のように構成した電池端子Ｔを用いた電池ソケットによれば、プラス端子とマイナス端子の両方が同様の構成から成ることより、別個に製造する必要がないため、製造コスト削減に寄与する。またユーザは乾電池を任意の方向で装填しても、同じ電池出力が得られて正常に運用できるため、子供や高齢者、障害者にとって非常に利便性が高い。

また乾電池出力を得るための電池ソケットへの適用に限らず、充電池を充電する充電器の電池ソケットとしても利用できる。充電器では、充電池の正負を誤って充電した場合、充電池や充電器の故障の原因となるが、上述した電池ソケットを用いれば、ユーザは充電池を装填する方向を意識することなく装填しても、正常な充電を行うことができる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、上記実施の形態で説明した電池ソケットを２つ用いて、これらを図４に示すように配線する。すなわち、電池ソケットＳ１は、電池端子Ｔ１、Ｔ２を備え、電池ソケットＳ２は、電池端子Ｔ３、Ｔ４を備え、電池端子Ｔ１とＴ３、そして電池端子Ｔ２とＴ４は、別個の乾電池Ｃ１、Ｃ２に対してそれぞれ同じ側に設けられている。

そして、電池端子Ｔ１の正極接点Ｔｐは、電池端子Ｔ４の負極接点Ｔｍに接続される。また電池端子Ｔ１の負極接点Ｔｍは、電池端子Ｔ２の負極接点Ｔｍおよび電池端子Ｔ３の負極接点Ｔｍに接続される。そして、電池端子Ｔ２の正極接点Ｔｐは、電池端子Ｔ３の正極接点Ｔｐおよび電池端子Ｔ４の正極接点Ｔｐに接続される。また、プラス出力端子Ｐｐは、各電池端子の正極接点Ｔｐに接続され、マイナス出力端子Ｐｍは、各電池端子の負極接点Ｔｍに接続される。

このように電池ソケットＳ１、Ｓ２が接続された電池ソケットでは、図４に示すように、乾電池Ｃ１、Ｃ２の各プラス極Ｃｐを電池端子Ｔ２、Ｔ４側に向けて装填すると、電池端子Ｔ１、Ｔ３は、各乾電池Ｃ１、Ｃ２のマイナス極Ｃｍと導通して、マイナス出力端子Ｐｍから出力が得られるとともに、電池端子Ｔ２、Ｔ４は、各乾電池Ｃ１、Ｃ２のプラス極Ｃｐと導通して、プラス出力端子Ｐｐから出力が得られる。すなわち、乾電池Ｃ１、Ｃ２が並列に接続されて、その出力が得られる。

一方、図５に示すように、図４とは反対に乾電池Ｃ１、Ｃ２を装填して、乾電池Ｃ１、Ｃ２の各プラス極Ｃｐを電池端子Ｔ１、Ｔ３側に向けて装填すると、電池端子Ｔ１、Ｔ３は、各乾電池Ｃ１、Ｃ２のプラス極Ｃｐと導通し、一方、電池端子Ｔ２、Ｔ４は、各乾電池Ｃ１、Ｃ２のマイナス極Ｃｍと導通する。これにより、乾電池Ｃ１のプラス極Ｃｐと乾電池Ｃ２のマイナス極Ｃｍが導通して、乾電池Ｃ１、Ｃ２は直列接続され、そのプラス出力は、プラス出力端子Ｐｐから得られ、マイナス出力は、マイナス出力端子Ｐｍから得られる。

すなわち、図４に示すような配線で電池端子Ｔ１〜Ｔ４を接続するように構成すると、ユーザが電池を装填する向きを変えるだけで、直列出力を得たり、並列出力を得ることができ、従来のような切替スイッチを回路に組み込むことなく直列出力と並列出力が得られる電池ソケットを実現できるので、非常に利便性が高い。

また電池端子Ｔの構成は種々の形状が考えられる。図６乃至図８に電池端子Ｔの構成例を示す。
図６に示す電池端子Ｔは、この図の正面方向に乾電池Ｃが長手方向に装填されて乾電池Ｃの電極に接するものであって、板状の絶縁部材Ｔｉ６１の中心部に正極接点Ｔｐを設けるとともに、絶縁部材Ｔｉ６１上で相互に並行する絶縁部材Ｔｉ６２とＴｉ６３を設けて、その間で正極接点Ｔｐが露出するようにする。また絶縁部材Ｔｉ６２とＴｉ６３の上面には、負極接点Ｔｍを設けて、これらによりマイナス極Ｃｍを支持する。このような電池端子Ｔによれば、製造が容易であるとともに、乾電池Ｃを側面の２方向（図６では上下方向）から装填できるので、電池ソケットに設ける場合に、その組み立てが容易である。

なお、図１に示した電池端子Ｔと同様に、正極接点Ｔｐと負極接点Ｔｍとは、乾電池Ｃの長手方向（図面の正面方向）に対して、ギャップＰｄが設けられており、このギャップＰｄは、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐの突出量Ｃｄよりも短くなるように構成される。また負極接点は、絶縁部材Ｔｉ６２とＴｉ６３のうち、いずれか一方に設けてるようにしてもよい。ただし、この場合、マイナス極Ｃｍに接する面が同じ高さになるようにすることが好ましい。

図７に示す電池端子Ｔは、円環状の絶縁部材Ｔｉ７の円環内部に正極接点Ｔｐを設けるとともに、絶縁部材Ｔｉ７の円環部の上面には、負極接点Ｔｍを設ける。このような電池端子Ｔによれば、円環の内部において、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐをガイドして保持することができる。なお、図１に示した電池端子Ｔと同様に、正極接点Ｔｐと負極接点Ｔｍとは、乾電池Ｃの長手方向（図面の正面方向）に対して、ギャップＰｄが設けられており、このギャップＰｄは、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐの突出量Ｃｄよりも短くなるように構成される。

図８に示す電池端子Ｔは、図７に示した円環部に切り欠き部Ｔｉ８２を設けた絶縁部材Ｔｉ８１を用いる。このような電池端子Ｔによれば、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐを切り欠き部を通じた側面方向から容易に装填でき、また円環の内部において、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐをガイドして保持することができる。

また図１に示した電池端子Ｔは、その大部分を絶縁部材Ｔｉで構成し、絶縁部材Ｔｉ上に正極接点Ｔｐおよび負極接点Ｔｍを設けるようにしたが、負極接点Ｔｍで大部分を構成し、これに絶縁された正極接点Ｔｐを設けるようにしてもよい。またこの場合、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐと負極接点Ｔｍが接しないように、凹部の内側に絶縁部材を設けるようにする。

また反対に、図１に示した電池端子Ｔは、正極接点Ｔｐで大部分を構成し、これに絶縁された負極接点Ｔｍを設けるようにしてもよい。またこの場合、乾電池Ｃのプラス極Ｃｐと負極接点Ｔｍが接しないように、プラス極Ｃｐに対して負極接点Ｔｍがオフセットした位置に設けるようにする。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

この発明に係わる電池ソケットで用いられる電池端子の一実施形態の構成を示す図。 図１に示した電池端子の配線例を示す図。 図１に示した電池端子に弾性部材を適用した構成例を示す図。 直列／並列の各接続が可能な電池ソケットの配線例を示す図。 直列／並列の各接続が可能な電池ソケットの配線例を示す図。 図１の示した電池端子の他の構成例を示す図。 図１の示した電池端子の他の構成例を示す図。 図１の示した電池端子の他の構成例を示す図。

符号の説明

Ｔ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…電池端子、Ｔｉ…絶縁部材、Ｔｐ…正極接点、Ｔｍ…負極接点、Ｐｌ，Ｍｌ…導電ライン、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…乾電池、Ｃｐ…プラス極、Ｃｍ…マイナス極、Ｐｐ…プラス出力端子、Ｐｍ…マイナス出力端子、Ｓ１，Ｓ２…電池ソケット。

Claims (10)

1. 乾電池のプラス極に接するための正極接点と、
   この正極接点よりも前記乾電池の長手方向に隆起した位置に設けて、前記乾電池のマイナス極に接するための負極接点と、
   前記正極接点と前記負極接点を絶縁する絶縁手段とを具備することを特徴とする電池端子。
2. 前記絶縁手段は、凹部を有し、
   前記正極接点は、前記凹部に設けることを特徴とする請求項１に記載の電池端子。
3. 前記負極接点は、前記凹部を形成する隆起部のうち、前記正極接点が設けられた位置と反対方向にオフセットした位置に設けることを特徴とする請求項２に記載の電池端子。
4. さらに、少なくとも２つの隆起部を備え、
   前記負極接点は、前記２つの隆起部のうち少なくとも１つに設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池端子。
5. さらに、環状の隆起部を備え、
   前記負極接点は、前記隆起部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池端子。
6. さらに、切り欠きを有する環状の隆起部を備え、
   前記負極接点は、前記隆起部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池端子。
7. 負極接点が正極接点に対して隆起して設けられた第１の電池端子と、
   負極接点が正極接点に対して隆起して設けられた第２の電池端子と、
   前記第１の電池端子と前記第２の電池端子とを対向させて保持する筐体と、
   前記第１の電池端子の正極接点と前記第２の電池端子の正極接点とを接続する第１の導通手段と、
   前記第１の電池端子の負極接点と前記第２の電池端子の負極接点とを接続する第２の導通手段とを具備することを特徴とする電池ソケット。
8. 負極接点に対して陥没した位置に正極接点が設けられた第１の電池端子と、
   負極接点に対して陥没した位置に正極接点が設けられた第２の電池端子と、
   前記第１の電池端子と前記第２の電池端子とを対向させて保持する筐体と、
   前記第１の電池端子の正極接点と前記第２の電池端子の正極接点とを接続する第１の導通手段と、
   前記第１の電池端子の負極接点と前記第２の電池端子の負極接点とを接続する第２の導通手段とを具備することを特徴とする電池ソケット。
9. さらに、前記筐体と前記第１の電池端子との間に、弾性を有する部材を備えたことを特徴とする請求項８に記載の電池ソケット。
10. 負極接点に対して陥没した位置に正極接点が設けられた第１の電池端子と、
    負極接点に対して陥没した位置に正極接点が設けられた第２の電池端子と、
    負極接点に対して陥没した位置に正極接点が設けられた第３の電池端子と、
    負極接点に対して陥没した位置に正極接点が設けられた第４の電池端子と、
    前記第１の電池端子と前記第２の電池端子とを対向させるとともに、前記第３の電池端子と前記第４の電池端子とを対向させて保持する筐体と、
    前記第１の電池端子の正極接点と前記第４の電池端子の負極接点とを接続する第１の導通手段と、
    前記第１の電池端子の負極接点、前記第２の電池端子の負極接点および前記第３の電池端子の負極接点とを接続して出力する第２の導通手段と、
    前記第２の電池端子の正極接点、前記第３の電池端子の正極接点および前記第４の電池端子の正極接点とを接続して出力する第３の導通手段とを具備することを特徴とする電池ソケット。

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