JP2010525548A

JP2010525548A - 複数の電池の極性保護

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Publication number: JP2010525548A
Application number: JP2010506361A
Authority: JP
Inventors: ラーセン，グレン・シー
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Current assignee: Microsoft Corp
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2010-07-22
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Abstract

電池が電池キャリッジに挿入される向きにかかわらず、正しい極性で電池と接続する電池キャリッジが、本明細書において提供される。そのような電池キャリッジは、有利には、電池を使用するあらゆるデバイスと共に使用することができる。そのようなデバイスは、２つ以上の電池キャリッジを含むことができ、電池キャリッジはそれぞれ、基板上に配置される第１のデュアル接点アセンブリ及び第２のデュアル接点アセンブリを含む。２つのデュアル接点アセンブリはそれぞれ、プラスの接点及びマイナスの接点を有することができる。プラスの接点はそれぞれ、電池のプラスの端子に接触すると共にプラスの回路接続部に接続されるように構成されることができ、マイナスの接点はそれぞれ、電池のマイナスの端子に接触すると共にマイナスの回路接続部に接続されるように構成されることができる。

Description

本発明は、複数の電池の極性保護に関する。

電池はそれぞれ、通常、このような電池から電力を引き出す電気デバイス又は製品に適切な向きで装着されなくてはならない。適切な装着は、普通、電池受入れエリア付近若しくはそのエリア内の製品上若しくは製品内に、書面の取扱説明を用いることにより、又は図解の使用説明を用いることによって達成され、このような取扱説明又は使用説明により、正しい電気極性について適切な電池の向きが識別される。

ユーザーは、このような取扱説明に正確に従うことが多いが、時に図解が製品の筺体の中に又はその筺体の一部として直接成形されるか、又は使用説明が、ますます小さいラベルになっていくように思われることがあるものの上に印刷されたりする場合があるため、図解を理解するのが困難な場合がある。さらに、電池は時に、単にユーザーの誤りに起因して誤って挿入されることが避けられない。その結果、電池の問題及び製品の損傷が生じる場合がある。電池が電子製品内で誤った極性に方向付けられると、最良の場合でも製品が適切に電力を引き出すことができなくて単に動作しないことがあり得る。もっと悪い場合では、電池が過熱する、且つ／又は腐食性の酸が漏れる可能性があり、それによって、電子機器に永久的な損傷が生じる、製品を破壊する、出火若しくは破裂が生じる、且つ／又はユーザーに怪我をさせる可能性がある。したがって、誤った向きで装着された電池に伴うリスクが、絶えざる実質的な問題を提示する。

上記の議論は、単に一般的な背景技術情報のために提供され、特許請求される主題の範囲の決定を補助するものとして用いられることは意図されていない。

電池が電池キャリッジ（carriages）に挿入される向きにかかわらず、正しい極性で電池と接続する電池キャリッジが、本明細書において提供される。そのような電池キャリッジは、有利なことに、電池を使用するあらゆるデバイスと共に使用することができる。そのようなデバイスは、２つ以上の電池キャリッジを含むことができ、電池キャリッジはそれぞれ、基板上に配置される第１のデュアル接点（dual-contact）アセンブリ及び第２のデュアル接点アセンブリを含む。２つのデュアル接点アセンブリはそれぞれ、プラスの接点及びマイナスの接点を有してもよい。プラスの接点はそれぞれ、電池のプラスの端子に接触すると共にプラスの回路接続部に接続されるように構成されることができ、マイナスの接点はそれぞれ、電池のマイナスの端子に接触すると共にマイナスの回路接続部に接続するように構成されることができる。

この概要は、詳細な説明において以下にさらに説明される概念のいくつかを単純化された形式で紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の重要な又は本質的な特徴を特定するように意図されているものではなく、また、特許請求される主題の範囲の決定を補助するものとして用いられることを意図されているものでもない。特許請求される主題は、背景技術に記される任意の又は全ての不利な点を解決する実施態様に限定されない。

例示的な一実施形態による、複数電池キャリッジデバイスの斜視図を示す。例示的な一実施形態による、内部に電池を装着した複数電池キャリッジデバイスの斜視図を示す。例示的な一実施形態による、複数電池キャリッジデバイスの詳細な一部の上面図を示す。別の例示的な実施形態による、複数電池キャリッジデバイスの斜視図を示す。複数の例示的な実施形態による、いくつかの複数電池キャリッジデバイスの上面概略図を示す。例示的な一実施形態による、両面デュアル接点アセンブリの斜視図を示す。別の例示的な実施形態による、両面デュアル接点アセンブリの斜視図を示す。別の例示的な実施形態による、両面デュアル接点アセンブリの斜視図を示す。別の例示的な実施形態による、複数電池キャリッジデバイスの斜視図を示す。

図１は、例示的な一実施形態による、複数電池キャリッジ１００を示す。複数電池キャリッジ１００は、各電池を特定の向きで配置することを必要とし、この条件が満たされないと機能不全を起こす従来のデバイスとは対照的に、電池を、いずれの向きのセットにおいても１つのデバイスと接続して配置することができると共に効果的に使用することができるようにするデバイスの例示的な一実施形態である。複数電池キャリッジ１００は、様々な実施形態において、計算システム、電子デバイス、及び電池を使用するあらゆる装置等の実施形態に含まれ得る。以下の論考は、そのような様々な実施形態の特定の例示的な例のさらなる詳細を提供する。特定の例示的な複数電池キャリッジがこの図及び後続の図に含まれるが、これらは、一切の限定を示さないように意図されており、むしろ、様々な例示的な態様並びに、本願における明細書及び特許請求の範囲に提供されるより広範な意味を示すように意図されている。

複数電池キャリッジ１００は、第１の電池キャリッジ１１１及び第２の電池キャリッジ１１３を含む。第１の電池キャリッジ１１１は、基板１１５とデュアル接点アセンブリ１２１及び１２３とを含み、その一方で第２の電池キャリッジ１１３は、基板１１５とデュアル接点アセンブリ１２５及び１２７とを含む。デュアル接点アセンブリ１２１は、絶縁体１３１とプラスの接点１３３とマイナスの接点１３５とを含み；デュアル接点アセンブリ１２３は、絶縁体１４１とプラスの接点１４３とマイナスの接点１４５とを含む。デュアル接点アセンブリ１２５は、絶縁体１４１とプラスの接点１４７とマイナスの接点１４９とを含み；デュアル接点アセンブリ１２７は、絶縁体１５１とプラスの接点１５３とマイナスの接点１５５とを含む。デュアル接点アセンブリ１２３及び１２５はいずれも、両面（double-sided）デュアル接点アセンブリ１１９を共に構成しており、共通した構成要素の１つ、すなわち絶縁体１４１を共有する。両面デュアル接点アセンブリ１１９は、周辺のデュアル接点アセンブリ１２１及び１２７の中間に配置されている。

デュアル接点アセンブリ１２１は、ばねで留められた（spring-loaded）デュアル接点特徴部１３３及び１６１を含み、デュアル接点アセンブリ１２７は、ばねで留められたデュアル接点特徴部１５３及び１６７を含む。これらのばねで留められたデュアル接点特徴部は、この例示的な実施形態において、それぞれの電池キャリッジに配置される電池が、それぞれの電池キャリッジのいずれかの端にあるデュアル接点特徴部間に弾性的に且つぴったりと受け入れられ、両側にあるデュアル接点特徴部との継続的接触を維持することを保証するのを助ける。他の実施形態では、両面デュアル接点アセンブリは、そのいずれも面にもばねで留められたデュアル接点アセンブリを有してもよいし、又はばねで留められたデュアル接点アセンブリの他の組合せ及び構成を有する２つ以上の電池キャリッジを有してもよい。さらに他の実施形態は、ばねで留められたデュアル接点アセンブリを一切有しないで構成される場合もあるが、ばねで留められたデュアル接点アセンブリを有しない電池キャリッジに配置される電池との確実な接続を維持するように構成され得る。

さらに詳細に以下で説明するように、プラスの接点１３３、１４３、１４７及び１５３はそれぞれ、電池のプラスの端子に接触すると共にプラスの回路接続部に接続されるように構成され、マイナスの接点１３５、１４５、１４９及び１５５はそれぞれ、電池のマイナスの端子に接触すると共にマイナスの回路接続部に接続されるように構成される。例えばデュアル接点アセンブリ１２７に関して分かるように、プラスの接点１５３は、その端が接点１７１を形成するように基板１１５を貫通するタブを有し、その一方でマイナスの接点１５５の２つのタブが、接点１７３及び１７５として基板１１５を貫通する。他のデュアル接点アセンブリ１２１、１２３及び１２５も、各々のプラスの接点及びマイナスの接点に関して基板１１５を貫通する接点を有するが、これらは図１には見られない。基板１１５は、プリント回路基板（ＰＣＢ）の形態をとることができ、例えば、デュアル接点アセンブリの接点のいくつかの部分が適切な極性の回路接続部を導電接触させることができる、挿入開口部を有することができる。回路接続部は、例えばタブの突起部分又は基板内の接続部を介して外部接続することができる。

図２は、電池キャリッジ１１１、１１３それぞれに配置される電池１９１、１９３を有する複数電池キャリッジ１００を示す。電池１９１、１９３は、ＡＡ若しくはＡＡＡサイズの電池の一般的な形態で示されているが、異なる複数電池キャリッジデバイスを、任意の異なるサイズ及び種類の電池、例えばＣ若しくはＤサイズの電池、又は例示的には標準的な９ボルト電池のような、プラスの接点及びマイナスの接点に関して異なる構成若しくは形態を有する電池を受け入れるように構成することもできる。他の実施形態では、プラスの及びマイナスの端子並びに接点を逆にしてもよく、これに従って、例えば、これらの実施形態下での電池キャリッジデバイスは、それぞれがプラスの接点又はマイナスの接点として構成され得る、中央且つ後方に位置決めされる接点と、半径方向外方且つ前方に位置決めされる環状の接点とを有して構成されてもよいし、又は様々な例示的な実施形態において任意の種類の電池の端子の位置決めと一致させるという必要に応じて他の任意の構成で構成されてもよい。図２において分かるように、ばねで留められたデュアル接点特徴部１６１及び１６７並びにばねで留められたプラスの接点１３３及びに１５３は、電池１９１及び１９３を配置することによってそれぞれ反射的に変形され、その結果、ばねで留められたデュアル接点特徴部１６１及び１６７が電池１９１及び１９３に対して押圧して電池１９１及び１９３との継続的接続を保証するのを助ける。したがって、電池１９１は、デュアル接点アセンブリ１２１と両面デュアル接点アセンブリ１１９との間で押圧され、電池１９３は、両面デュアル接点アセンブリ１１９とデュアル接点アセンブリ１２７との間で押圧される。電池の向きにかかわらず電池から適切な電荷極性を引き出す際のデュアル接点アセンブリの例示的な利点が、図３により明確に示されている。図２は、図３の電池キャリッジ１１１の断面図と見比べるための基準フレームを提供する線４−４を含む。

図３は、トップダウン平面図における電池キャリッジ１１１を示し、デュアル接点アセンブリ１２１及び１２３と電池１９１のプラスの接点及びマイナスの接点との接触面（interface）をより明確に示す。図３の描写では、電池１９１は、プラスの端子１９２がデュアル接点アセンブリ１２１と接続して配置され且つマイナスの端子１９４がデュアル接点アセンブリ１２３（これ自体が両面デュアル接点アセンブリ１１９の一部を形成する）と接続して配置される状態で、電池キャリッジ１１１内で方向付けられている。この向きは任意ではあるが、逆向きにしても同様に良好に機能する。

図３に示されるように、デュアル接点アセンブリ１２１のプラスの接点１３３は、デュアル接点アセンブリ１２１内で、プラスの接点１３３が半径方向に内方の且つ軸方向に陥凹している（recessed）位置にあることに本質的に起因して、電池１９１のプラスの端子１９２と接触している。すなわち、プラスの接点１３３は、この例示的な実施形態では、マイナスの接点１３５の半径方向内方にあり、且つ電池１９１の位置からデュアル接点アセンブリ及び電池の中心によって画定される軸に沿ってマイナスの接点１３５に対して離れて陥凹している。さらに、この例示的な実施形態では、絶縁体１３１が、プラスの端子１９２及びマイナスの接点１３５の物理的分離（半径方向及び軸方向を含む）を保証するのを助ける。電池１９１が、プラスの端子がデュアル接点アセンブリ１２１と接続して位置合わせされた状態で電池キャリッジ１１１内に配置されると、電池１９１のプラスの端子１９２は、突出した形状のプラスの端子１９２とデュアル接点アセンブリ１２１との接触面に起因して、プラスの接点１３３に接触させられて、マイナスの端子１３５に接触することを妨げられる。

同様に、電池１９１のマイナスの端子１９４は、マイナスの端子１９４のより広い、平坦な表面と、プラスの接点１４３に比べて実質的に環状の、マイナスの接点１４５の半径方向に取り囲んで軸方向前方に配置される位置との接触面に起因して、デュアル接点アセンブリ１２３のマイナスの接点１４５に接触させられて、デュアル接点アセンブリ１２３のプラスの端子１４３に接触することを妨げられる。すなわち、この例示的な実施形態では、マイナスの接点１４５は、プラスの接点１４３の半径方向外方に配置され、デュアル接点アセンブリ及び電池の中心によって画定される軸に沿って、プラスの接点１４３に対して電池１９１の位置へ向かって前方に配置される。

そのため、電池１９１は図３において１つの特定の向きで示されているが、それと同じくらい容易に、電池１９１は電池キャリッジ１１１内に逆向きに配置しても、同極接触をもたらすことができ、電池のプラスの端子及びマイナスの端子は、電池キャリッジの構成に本質的に起因して、これらの端子をデュアル接点アセンブリに接続する際に適切な接点と接触した状態で自動的に保持され、誤った接点に接触することが自動的に防止される。特に、図３の例示的な例を参照すると、電池１９１が電池キャリッジ１１１内に逆向きに配置された場合、電池１９１のプラスの端子１９２は、デュアル接点アセンブリ１２３のプラスの接点１４３と接触した状態に自動的に配置され、デュアル接点アセンブリ１２３のマイナスの接点１４５と接触することが自動的に防止され、その一方で電池１９１のマイナスの端子１９４は、デュアル接点アセンブリ１２１のマイナスの接点１３５と接触した状態に自動的に配置され、デュアル接点アセンブリ１２１のプラスの接点１３３に接触することが自動的に防止される。これと同じことが、電池１９３と両面デュアル接点アセンブリ１１９のプラスの接点１４７に当接する電池１９３のプラスの端子１９６とに関する断片的な描写に示されるように、電池キャリッジ１１３にも当てはまる。同様に、他の実施形態で使用されるさらなる電池キャリッジにも当てはまり得る。図１〜図３の描写は、様々な他の構成においてそのような利点を同様に提供することができる広範囲の電池キャリッジデバイスの例示にすぎない。

したがって、ユーザーは、電池を電池キャリッジ内に向きを問わずに配置することができ、電池は常に適切な接点に接続されること、及びデバイスは安全に且つ効果的に必要とされる電力を自動的に引き出すことをユーザーに保証することができる。

図３もまた、両面デュアル接点アセンブリ１１９の利点を示しており、２つの電池（両面デュアル接点アセンブリ１１９のいずれかの面に対して１つの電池）に対する本質的に適切な接触極性を提供し、構成要素を連結すると共に、別個のデュアル接点アセンブリを有する場合に対して構成を単純化することができる。両面デュアル接点アセンブリ１１９は、２つのプラスの電池の端子を両面デュアル接点アセンブリ１１９のいずれの面にも接触させるか、２つのマイナスの電池の端子を両面デュアル接点アセンブリ１１９のいずれの面にも接触させるか、又は１つのプラスの端子を両面デュアル接点アセンブリ１１９の一方の面に接触させ、１つのマイナスの端子を両面デュアル接点アセンブリ１１９の他方の面に接触させるように、２つの電池を任意の組合せの向きでそのいずれの面にも配置させることができ、また両面デュアル接点アセンブリ１１９は、端子のそれぞれが、両面デュアル接点アセンブリ１１９の対応する接点に、したがって適切な極性の回路接続部にも自動的に接続されることが保証される。

したがって、両面デュアル接点アセンブリ１１９は、電池キャリッジの回路接続部に対する損傷を与える可能性がある誤った極性に配置されている電池に対して耐性があるという点で耐極性（polarity-proof：両極対応）電池接点アセンブリとしての役割を果たす。電池が、隣接した一対のデュアル接点アセンブリの間、例えばデュアル接点アセンブリ１２１及び１２３の間又はデュアル接点アセンブリ１２５及び１２７の間に配置されると、電池の端子がその隣接した一対のデュアル接点アセンブリに対していずれの向きに方向付けられているかにかかわらず、電池のプラスの端子はプラスの回路接続部と導電接続され、電池のマイナスの端子はマイナスの回路接続部と導電接続される。

図１及び図２の実施形態は、２つの電池キャリッジを軸方向に隣接した構成で有するデバイスを示しているが、これらは多種多様なさらなる構成の例示にすぎず、隣接した複数対の電池キャリッジで構成される、３つ、４つ、又は任意の数の電池キャリッジを含んでもよく、この場合、デバイスに備わっている隣接したデュアル接点アセンブリの任意の又は全ての接触面で、複数のデュアル接点アセンブリを統合して連結されたデュアル接点アセンブリにまとめることができる。さらに、両面デュアル接点アセンブリ１１９は、共通した絶縁体１４１を共有するように図１〜図３に示されているが、他のデュアル接点アセンブリもまた、共通した他の構成要素を共有するか又は様々なデュアル接点アセンブリのための他の構成要素を、プラスの接点及びマイナスの接点のような単一の構成要素から形成することによって、連結の利点を実現することができる。

図４は、図１の複数電池キャリッジ１００と同様であるが、一連の電池キャリッジの両端点のデュアル接点アセンブリ４２１、４２９に加えて、２つではなく３つの電池キャリッジ４１１、４１３、４１５と、１つではなく２つの両面デュアル接点アセンブリ４１７、４１９とを有する複数電池キャリッジ４０１を含むコンピュータキーボード４００の裏面を示す。図４に示されるように、両面デュアル接点アセンブリ４１９は、一方の面に固定式（static）デュアル接点アセンブリ、及び他方の面にばねで留められたデュアル接点アセンブリを有し、その一方で両面デュアル接点アセンブリ４１７は、両側に固定式デュアル接点アセンブリを有する。これによって、この一連の両端点におけるばねで留められた接点であるデュアル接点アセンブリ４２１、４２９と共に、各電池が、１つのばねで留められたデュアル接点アセンブリと接触して、弾性的に掴まれて嵌まった状態のままにあることを助けること、したがって、端子は接触表面と確実に接触したままであることが保証される。コンピュータキーボード４００は、有利には複数電池キャリッジを利用することができる電源付きデバイスの１つの例示的な例である。任意の電池式のデバイスを含む多種多様な他のデバイスもまた、本明細書に記載されるような複数電池キャリッジデバイスから利益を得ることができ、コンピュータキーボード４００の特定の例は、様々な他の実施形態に対する限定を一切意味しない。電池４９１、４９３、４９５は、電池キャリッジ４１１、４１３、４１５内に配置されて示されている。他の実施形態では、任意の数の電池キャリッジを複数電池キャリッジの編成（grouping）に含めてもよく、２つの隣接した電池キャリッジ間の各接触面は、２つの電池キャリッジのそれぞれにおいて別個で単独のデュアル接点接触面を有することに比べて利点を提供する、組み合わせられたデュアル接点接触面を備えることができる。コンピュータキーボード４００は、デュアル接点アセンブリを有する複数電池キャリッジを備えると共にそれから利益を得ることができる例示的なデバイスの例示的な実施形態として提供されているが、これは、デュアル接点アセンブリを有する複数電池キャリッジの編成から利益を得ることができる多種多様なデバイスからの一例にすぎず、あらゆる電気デバイスを含むことができる。

図５は、デュアル接点アセンブリの様々な構成を有する複数電池キャリッジデバイスのいくつかの例示的な構成の簡略図を示しており、ばねで留められたものもあれば、固定式の（すなわち、ばね無し又はばねで留められていない）ものもある。電池キャリッジデバイス５００は、図１〜図３の構成に対応しており、この場合、デュアル接点デバイス５２１及び５２７は、ばねで留められた片面デュアル接点アセンブリであり、電池キャリッジ５１１及び５１３間の接触面は、ばね無しの両面デュアル接点アセンブリ５１９を備える。電池キャリッジデバイス５３０は、一連の３つの電池キャリッジ５４１、５４３、５４５を含み、一連の電池キャリッジの両外縁にばねで留められた片面デュアル接点アセンブリ５５１、５５７と；第１の電池キャリッジ５４１及び第２の電池キャリッジ５４３の間に固定式両面デュアル接点アセンブリ５５３と；第２の電池キャリッジ５４３及び第３の電池キャリッジ５４５の間に、ばねで留められた一方の面及び固定式の他方の面を有する両面デュアル接点アセンブリ５５５とを有する。他の実施形態では、両面固定式アセンブリ５５３及び片面が固定式で片面がばねで留められたアセンブリ５５５の位置を交換してもよく、又は、確実な電池の位置決めを保証するのを助ける場合さらなる固定式の面をばねで留められた面と交換してもよく、又は様々な異なる実施形態では、構成における他の変形を含んでもよい。

電池キャリッジデバイス５６０は、一連の４つの電池キャリッジ５７１、５７３、５７５、５７７を含み、この一連の電池キャリッジの両外縁にばねで留められた片面デュアル接点アセンブリ５８１、５８９と；第１の電池キャリッジ５７１及び第２の電池キャリッジ５７３の間に固定式両面デュアル接点アセンブリ５８３と；第２の電池キャリッジ５７３及び第３の電池キャリッジ５７５の間に両面デュアル接点アセンブリ５８５並びに第３の電池キャリッジ５７５及び第４の電池キャリッジ５７７の間に両面デュアル接点アセンブリ５８７とを有し、この場合、デュアル接点アセンブリ５８５、５８７のそれぞれは、片面がばね押し式で片面が固定式である。このように、図５において、電池は全ての異なる電池キャリッジに様々な向きで配置されており、各電池の各端子は、隣接したデュアル接点アセンブリの適切な極性（プラス又はマイナス）を有する接点に接続しており；電池は他の任意の向きのセットでも適切な極性のままである。同様に、様々な他の構成もまた他の実施形態において行うことができ、ここでアセンブリの位置決めを再構成することができ、さらなる固定式アセンブリを、所望の電池の位置決めと一致するようにばねで留められたアセンブリと置き換えることもでき、又はその逆もでき、他の種類の変形も実施可能である。

したがって、電池キャリッジデバイス５００、５３０、５６０のそれぞれは、各デバイスのそれぞれの電池キャリッジに配置される電池に対する弾性的に固定した接続を保証する。電池キャリッジデバイス５００、５３０、及び５６０は、本明細書に開示されるように異なる種類のデュアル接点アセンブリを使用して作り上げることができるさまざまな構成のうちのいくつかを示す。デュアル接点アセンブリの多種多様な他の構成の任意のものを含む他のデバイスが本開示内に包含されており、これは、図５に示される組合せのようなデュアル接点アセンブリの異なる組合せで推定することができる実施形態内に、任意の組合せで、また任意の数又は構成の電池キャリッジを有するように包含される。

図６は、上記の図面のばね無しの両面デュアル接点アセンブリ１１９、５１９、５５３、及び５８３と同様のばね無しの両面デュアル接点アセンブリ６００のより明確な描写を提供している。上記のデュアル接点アセンブリと同様に、デュアル接点アセンブリ６００は絶縁体６２１と、プラスの接点６２３及び６２７と、マイナスの接点６２５及び６２９とを含む。

図６は、ばね無しの両面デュアル接点アセンブリの細部、例えば、切り欠き付きタブ又はストッパ付きタブ６０９の説明を容易にし、切り欠き付きタブ又はストッパ付きタブ６０９を、図１の基板１１５のような基板のスロット内に、タブ６０９にある切り欠き段部の位置によって制御される自己限定的な深さまで埋没させることができる。各切り欠き段部の下方に画定される狭い方のセクションが、基板の取り付け開口部を係合貫通するように構成され、その一方で広い方のストッパセクションが、切り欠き段部の上方に画定され、タブの貫通の深さを制限するように構成される。プラスの接点６２３、６２７のそれぞれに接続されるタブはプラスの回路接続部に接続されるように構成され、マイナスの接点６２５、６２９のそれぞれと接続されるタブの少なくとも１つは、マイナスの回路接続部に接続されるように構成される。

したがって、これらのストッパ付きタブは、デュアル接点アセンブリ６００が基板に対して適切な高さで位置決めされるように用意することを助ける。他の例示的な実施形態では、任意の数のストッパ付きタブ又は類似の機構を含めてもよい。これは、一実施形態において、デュアル接点アセンブリ毎に単一のストッパ付きタブしか含まなくてもよいし、又は、デュアル接点アセンブリの位置決めを確実に維持することに応じて、図６に示されているよりも多くの数のタブを含んでいてもよい。金属接触において形成されるＬ字型の屈曲、プラスチック絶縁体の延長部、さらなるスペーサ部、又は他の機構若しくは上述したものの組合せのような他の種類の機構によってもアセンブリの適切な高さを保証することができる。

さらなる詳細な特徴部は、プラスの接点６２３の埋め込みウイング６３２、６３４とプラスの接点６２７の埋め込みウイング６３６、６３８とを含む。これらのプラスの接点は、電池の端子に接触するのに利用可能である露出エリアよりも広く、その両外縁が絶縁体６２１に埋め込まれるウイングを形成している。これらの埋め込みウイングは、プラスの接点６２３、６２７がデュアル接点アセンブリ６００内で適切な位置を永久的に維持することを保証するのを助ける。

デュアル接点アセンブリ６００の構造上の安定性を保証する役割を果たすさらなる特徴部は、マイナスの接点６２５を絶縁体６２１に対して固定するプラスチックステーク（plastic stakes）６４１、プラスの接点６２３を絶縁体６２１に対して固定するプラスチックステーク６４３、並びにマイナスの接点６２９及びプラスの接点６２７を絶縁体６２１に対して固定する、図６には見えない対応するプラスチックステークである。絶縁体６２１は、例えば、この例示的な実施形態では、射出成形されたプラスチック又は他の電気的絶縁体料から構成され、次いで導電性構成要素を接合され得る。接点６２３、６２５、６２７、及び６２９のそれぞれに、プラスチックステークが示されている位置において開口部を形成することができ、絶縁体６２１の射出成形されたプラスチックは、その開口部を通って突出することができる。プラスチックから成る突出部のそれぞれは次いで、それぞれの開口部の環の回りで半径方向に拡張及び圧縮されて図６に示す形状に整えられるように、加熱されて接点に対して圧縮されることができ、この場合、各プラスチックステークは、それぞれの接点を絶縁体６２１に対してしっかりと固定する。超音波溶接、金属挿入による射出成形、接着等が挙げられるがこれらに限定されない多種多様な他の特徴及び製造プロセスを使用して、多種多様な実施形態の下で（図６の実施形態は例示にすぎない）、様々なデュアル接点アセンブリの構造的な要素を統合することもできる。

同様の特徴部が図７にも示されており、図７は、プラスの接点７２３及びマイナスの接点７２５用のばねで留められた接点を一方の面に有し、且つプラスの接点７２７及びマイナスの接点７２９用のばね無しの接点を他方の面に有する両面デュアル接点アセンブリ７００を示す。特に、プラスの接点７２３は、ばねで留められたジョイント７５１を介して絶縁体７２１に接続され、マイナスの接点７２５は、ばねで留められたジョイント７５３、７５５を介して絶縁体７２１に接続される。両面デュアル接点アセンブリ７００もまた、図６の両面デュアル接点アセンブリ６００のプラスチックステーク及び切り欠き付きタブと同様のプラスチックステーク及び切り欠き付きタブを特徴とする。他の実施形態は、例えば図６に示すような１つのばねで留められた面及び１つの固定式の面を有する両面デュアル接点アセンブリではなく、アセンブリ７００の両面にばねで留められたデュアル接点アセンブリを有するように行うこともできる。図５に示すような、電池キャリッジデバイスの両面デュアル接点アセンブリの任意のもの又は全てのものを、別の例示的な例として図７に示す形態で提供してもよい。

図８は、電池キャリッジデバイスの他の構成要素と任意に組み合わせて使用することができる両面デュアル接点アセンブリ８００のさらに別の例示的な例を提供する。両面デュアル接点アセンブリ８００は、直列及び並列の電池接続の可能性に関して背景技術を鑑みると最良に分かるさらなる利点を提供する。

異なる電池キャリッジデバイスでは、直列に又は並列に接続される電池キャリッジの回路接続部を有することが望まれ得る。典型的な、端と端とが接する複数電池キャリッジでは、適切な極性の接続部が回路接続部に導電接続されるように各電池は適切な向きで挿入されなければならないという制約に従うように、回路接続部は直列に配置される。これらの配置はまた、平行な回路接続部を含まない。

本明細書に開示される異なる実施形態は、電池の端子のそれぞれにデュアル接点アセンブリが位置しているため、各電池の向きにかかわらず複数の電池キャリッジのそれぞれにおける電池の適切な直列接続又は並列接続を自動的に保証することができる。当業者が容易に理解するように、電池キャリッジによる並列接続は、各デュアル接点アセンブリのプラスの接点と、共通のプラスの接続部との導電接続を提供すること、及び各デュアル接点アセンブリのマイナスの接点と共通のマイナスの接続部との導電接続を提供することによって、自動的に保証されることができ；その一方で電池キャリッジによる直列接続は、各デュアル接点アセンブリのプラスの接点のチェーン接続、及び各デュアル接点アセンブリのマイナスの接点のチェーン接続を提供することによって自動的に保証されることができる。

さらに、電池キャリッジデバイスが並列接続用に設計される場合、両面デュアル接点アセンブリのいずれの面にもあるプラスの接点は基板内に接続されることができ、また両面デュアル接点アセンブリのいずれの面にもあるマイナスの接点も基板内に接続されることができる。しかしながら、これらはいずれにしても両面デュアル接点アセンブリの付近で接続されるため、両面アセンブリの両面からの接点を、該アセンブリの対向する面にある対応する接点とこのアセンブリ自体内で組み合わせることができる。これは、１つの例示的な実施形態に従って、図８に示される。

図８では、プラスの接点８２３、８２７は、両面デュアル接点アセンブリ８００の上部にわたる接続ブリッジ８３２を介して、単一の一体化した構成要素の複数のセクションとして共に接続され、その一方でマイナスの接点８２５、８２９もまた、両面デュアル接点アセンブリ８００の上部にわたる接続ブリッジ８３４、８３６を介して、単一の一体化した構成要素の複数のセクションとして共に接続される。他の実施形態では、異なる実施形態において利用可能な異なる構成の多くの考えられる例のうちの１つとして、マイナスの接点８２５、８２９間に導電性をもたらすには１つしか必要でないため、接続ブリッジ８３４、８３６のうちの１つしか含めなくてもよい。組み合わせられたプラスの接点構成要素に関して、プラスの回路接続部と導電接続するのに、ただ１つの切り欠き付きタブ８３７のみが必要であり、マイナスの回路接続部と導電接続するのに２つの切り欠き付きタブ８３８、８３９が必要である。別の例示的な実施形態では、例えば、マイナスの回路接続部と導電接続するのに、１つの切り欠き付きタブ８３７のみを使用してもよい。これらのような構成は、両面デュアル接点アセンブリ８００の材料を節約して軽量化することができると共に、両面デュアル接点アセンブリ８００に隣接した片面の空間を自由にすることができ、場合によっては、より単純な設計及び自由になった空間に起因して、基板及び回路接続部の必要な操作を軽減することができる。

別の例示的な特徴が、マイナスの接点８２５上の保持突起（retention barb：保持バーブ）８４１、８４３とプラスの接点８２３上の保持突起８４５と、さらにデュアル接点アセンブリ８００の対向する面上の同様な構成とを使用することによって、デュアル接点アセンブリの接点を内部の絶縁体８２１と共に確実に固定することができる方法の別の例として図８に示されている。さらに他の実施形態に加えて、潜在的に類似している構成を、電池キャリッジデバイスに組み込むことができる他の任意のデュアル接点アセンブリに使用することができる。保持突起８４１、８４３、８４５は、接点に山形形状の切り込みを入れてこれを絶縁体８２１に食い込ませるように内方に押圧することによって形成され、それによって、接点８２３、８２５、８２７、８２９が絶縁体８２１と共にしっかりと締結された状態のままであるようにする別の機構を提供することができる。示されるような保持突起の山形形状は、１つの例示的な構成にすぎず、突起及び他の締結機構は、他の実施形態の示される例に限定されず、構成要素を共に締結する役割を果たす多種多様な形態のうちの任意の形態をとることができる。

図９は、部分的に封入されているスロット９４９を内部に有するデバイス９００を示し、スロット９４９の大部分は覆われており、その内部にはスロットの比較的より小さい開口を通してアクセス可能である。デバイス９００は依然として、電池キャリッジ９１１、９１３、９１５を含むが、これらのいくつかは、図９の点線で示すようにスロット９４９の覆われた部分内に封入されている。

デバイス９００はまた、図示されるように、一度に１つずつスロットの開口を通ってスロット９４９内へ通ることができるように構成される、カートリッジ９５１の形態のいくつかの電池キャリッジを含む。各カートリッジ９５１は、そのいずれかの端にデュアル接点アセンブリ９２１、９２３を含み、そのため、電池は、ここでもまた耐極性の外部電気接点がデバイス９００の回路接続部に提供されるように維持しながら、各カートリッジ９５１内で任意の向きに配置されることができる。間に位置決めされる電池が弾性的に掴まれて定位置に安定して位置決めされたままであることを保証するのを助けるために、デュアル接点アセンブリ９２１はばね押し式として示されるが、デュアル接点アセンブリ９２３は固定式として示され、その一方で他の実施形態では、確実な電池の位置決めを、両面にある固定式アセンブリ、両面にあるばねで留められたアセンブリ、又は様々な実施形態で電池の位置決めを維持するための他の機構を有するこれらの任意選択の組合せによって達成することができる。

スロット９４９は、外部のプラスの電気接点９２２及びマイナスの電気接点９２４とそれぞれ接続するように構成されるプラスの電池接続部及びマイナスの電池接続部（図９には図示されない）を、カートリッジ９５１の反対側にある対応する接点に沿って、カートリッジ９５１の外部に含む。電池９９１のようないくつかの電池をそれぞれ、まずカートリッジ９５１内に挿入し、次いでカートリッジ９５１をスロット９４９内に挿入し、スロットの覆いの下の定位置に摺動して戻すことができる。これを適切な数のキャリッジを挿入してスロット９４９の長さを充填するまで行うが、その適切な数は特定の実施形態の構成に応じて任意の数とすることができる。カートリッジ９５１は、スロット９４９に適合するように係合されると、スロット９４９、したがってデバイス９００のプラスの回路接続部及びマイナスの回路接続部に接続されるように、スロット９４９に適合するように且つ分離可能に係合するように構成することができる。

これは、多数のさらなる利点をもたらすことができるさらに別の例示的な実施形態を形成する。例えば、カートリッジと覆い付きのスロットとによって、デバイス９００が乱暴に押されるか又は落とされるか又は力及び衝撃を別様に受けたとしても（従来のデバイスでは、本来なら電池の回路接続部が破損するか又は電池がその適切な位置から外れるおそれがある。特にこれは、電池が全て、デバイスが衝撃を受けると即座に、全ての電池の力の影響を同時に受け得るカバーパネルと共に定位置に保持される従来のデバイスで見られる）、電池が定位置及び固定した電気接続を維持したままであることをより大きく保証することができる。

デバイス９００の別の例示的な利点として、スロットの両端点における固定された導電接続部に加えて、各カートリッジのいずれかの端にある電気接点は、スロット内で同様の極性を有する反対の接点と共に接続されることができる。このため、任意の数のカートリッジに電池を充填することができ、また任意の数のカートリッジを空けておくこともでき、これらのカートリッジが全て定位置に挿入されると、カートリッジは、依然としてスロット内で完全な回路を形成する（すなわち、電池を収有するカートリッジの数がいくつであれ、それからホストデバイスへ電力を供給することができる）。次いで、例えば、ユーザーが、全てのカートリッジを充填させるのに十分な充電済み電池を有していない場合、さらにはユーザーが１つの充電済み電池しか有していない場合でも、ユーザーは依然として、制限された数の又はただ１つの充電済み電池をカートリッジ内へ入れ、充填されたカートリッジ及び空のカートリッジを共に任意の順序及び任意の向きでスロットに挿入することができ、回路が完成し、デバイス９００を作動させるのに十分な電力が供給される。

さらに他の例示的な実施形態では、カートリッジ９５１と同様のカートリッジ内にしっかりと入った電池を提供するか、又は電池を、カートリッジ９５１の形状要素と類似の形状要素を有するように製造してもよく、それによって、カートリッジを、電池として一体化して構成し、デバイス９００の場合のような、スロットが画定された一連の電池キャリッジを有するデバイス内での使用に都合がよくなるようにする。このことは、ユーザーが、まず１つ又は複数の電池をカートリッジ内へ配置するステップ、次いでカートリッジをスロット内の定位置に配置するステップから成る一連のステップを実行する必要をなくすというさらなる利点を提供する。この実施形態はまた、各カートリッジの内部空間をより効率的に使用して電池の内部材料を収容することを可能にし、その結果、より大量のエネルギー及びより長い寿命の電池を同じ体積のカートリッジ内に収容することができる。

本明細書の主題が特定の例示的な構造特徴に特有である文言で説明されてきたが、添付の特許請求の範囲で規定される主題は、必ずしも上述の特有の特徴又は動作の任意のものに限定されないことを理解されたい。むしろ、上述の特有の特徴又は動作は、特許請求の範囲を実施する例示の形態として開示される。特定の例として、多くの実施形態が、本特許出願を出願した時点で広く知られている例示的な要素と共に提示されるが、多くの新しい技術革新が様々な実施形態の要素に影響を与えるようになること、及び特許請求の範囲によって規定される要素は、本願の特許請求の範囲によって画定される要素に依然として一致したままでおり且つこの要素によって包含されたまま、これらの及び他の革新的な利点にしたがって具現されることできることが想定される。

Claims

第１の電池キャリッジ及び第２の電池キャリッジ（例えば、１１１、１１３、４１１、４１３、４１５、９１１、９１３、９１５）を備えるデバイス（例えば、１００、４００、５００、５３０、５６０、９００）であって、該電池キャリッジのそれぞれは、
プラスの接点（例えば、１３３、１４３、１４７、１５３、６２３、６２７、７２３、７２７、８２３、８２７）及びマイナスの接点（例えば、１３５、１４５、１４９、１５５、６２５、６２９、７２５、７２９、８２５、８２９）をそれぞれ含む、第１のデュアル接点アセンブリ及び第２のデュアル接点アセンブリ（例えば、１２１、１１９、１２３、１２５、１２７、４２１、４１７、４１９、４２７、５２１、５１９、５２７、５５１、５５３、５５５、５５７、５８１、５８３、５８５、５８７、５８９、６００、７００、８００、９２１、９２３）を備え、
前記プラスの接点はそれぞれ、電池（例えば、１９１、１９３、４９１、４９３、４９５、５１１、５１３、５４１、５４３、５４５、５７１、５７３、５７５、５７７、９９１）のプラスの端子（例えば、１９２、１９６）に接触すると共に、プラスの回路接続部（例えば、１７１、６０９、８３７）に接続されるように構成されており、前記マイナスの接点はそれぞれ、電池のマイナスの端子（例えば、１９４）に接触すると共にマイナスの回路接続部（例えば、１７３、１７５、６０９、８３８、８３９）に接続されるように構成される、デバイス。
前記第１の電池キャリッジ及び前記第２の電池キャリッジそれぞれの前記デュアル接点アセンブリの少なくとも１つは、ばねで留められたデュアル接点特徴部（例えば、１３３、１３５、１６１、１５３、１５５、１６７、４２１、４１７、４２９、５２１、５２７、５５１、５５５、５５７、５８１、５８５、５８７、５８９、７２３、７２５、９２１）を備える、請求項１に記載のデバイス。
前記デュアル接点アセンブリのそれぞれにおいて、前記マイナスの接点は、前方に配置される表面（例えば、１３５、１４５、１４９、１５５、６２５、６２９、７２５、７２９、８２５、８２９）を有し、前記プラスの接点（例えば、１３３、１４３、１４７、１５３、６２３、６２７、７２３、７２７、８２３、８２７）は、陥凹するように且つ該マイナスの接点に対して軸方向内方に配置される表面を有する、請求項１に記載のデバイス。
前記第１の電池キャリッジの前記デュアル接点アセンブリの少なくとも１つは、前記第２の電池キャリッジの前記デュアル接点アセンブリの１つと共通して、１つ又は複数の構成要素（例えば、１４１、６２１、７２１、８２１、８２３、８３２、８２７、８２５、８３４、８３６、８２９、８３７、８３８、８３９）を共有する、請求項１に記載のデバイス。
前記第１の電池キャリッジの前記デュアル接点アセンブリの１つ及び前記第２の電池キャリッジの前記デュアル接点アセンブリの１つは、該第１の電池キャリッジと該第２の電池キャリッジとの間に配置される両面デュアル接点アセンブリ（例えば、１１９、４１７、４１９、５１９、５５３、５５５、５８３、５８５、５８７、６００、７００、８００）に含まれる、請求項１に記載のデバイス。
前記電池キャリッジの隣接した各対間に、１つ又は複数のさらなる電池キャリッジ（例えば、４１５、５４５、５７５、５７７）、及び両面デュアル接点アセンブリ（例えば、１１９、４１７、４１９、５１９、５５３、５５５、５８３、５８５、５８７、６００、７００、８００）をさらに備える、請求項５に記載のデバイス。
前記両面デュアル接点アセンブリ（例えば、４１７、５５５、５８５、５８７、７００）の１つ又は複数は、その第１の面にばねで留められたデュアル接点特徴部（例えば、７５１、７２３、７５３、７２５）と、その第２の面に固定式デュアル接点特徴部（例えば、７２７、７２９）とを備える、請求項６に記載のデバイス。
前記両面デュアル接点アセンブリの１つ又は複数は、その両面にばねで留められたデュアル接点特徴部を備える、請求項６に記載のデバイス。
前記両面デュアル接点アセンブリ（例えば、１１９、４１９、５１９、５５３、５８３、６００、８００）の１つ又は複数は、その両面に固定式デュアル接点特徴部（例えば、１２３、１４３、１４５、１２５、１４７、１４９、６２３、６２５、６２７、６２９、８２３、８２５、８２７、８２９）を備える、請求項６に記載のデバイス。
前記両面デュアル接点アセンブリ（例えば、４１７、５５３、５８３）の１つは、その両面に固定式デュアル接点特徴部を備え、残りの前記両面デュアル接点アセンブリ（例えば、４１９、５５５、５８５、５８７）はそれぞれ、その第１の面にばねで留められたデュアル接点特徴部と、その第２の面に固定式デュアル接点特徴部とを備える、請求項６に記載のデバイス。
前記第１の電池キャリッジ及び前記第２の電池キャリッジのそれぞれの前記デュアル接点アセンブリの前記プラスの接点は、互いに接続されており、該第１の電池キャリッジ及び該第２の電池キャリッジのそれぞれの前記デュアル接点アセンブリの前記マイナスの接点は、互いに接続されている、請求項１に記載のデバイス。
内部にスロット（例えば、９４９）を有する構成要素（例えば、９００）をさらに備え、該スロットは、前記プラスの回路接続部及び前記マイナスの回路接続部に対する接点を備え、前記デバイスは、前記第１の電池キャリッジ及び前記第２の電池キャリッジの１つをそれぞれが備える第１のカートリッジ及び第２のカートリッジ（例えば、５９１）をさらに備え、該カートリッジは、前記スロットに適合するように係合されると前記プラスの回路接続部及び前記マイナスの回路接続部に接続されるように、前記スロットに適合するように且つ分離可能に係合するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
前記スロットは、部分的に封入されていると共に該スロットよりも小さい開口を通じてアクセス可能であり、前記カートリッジは、前記開口内を通ることができるように構成される、請求項１２に記載のデバイス。
前記カートリッジのそれぞれは、該カートリッジ内に取り付けられる電池（例えば、９９１）を備える、請求項１２に記載のデバイス。
内部にスロットを有する構成要素をさらに備え、該スロットは、前記プラスの回路接続部及び前記マイナスの回路接続部に対する接点を備え、前記デバイスは、前記第１の電池キャリッジ及び前記第２の電池キャリッジを備えるジョイントカートリッジをさらに備え、該カートリッジは、前記スロットに適合するように且つ分離可能に係合すると共に、該スロットに係合されると前記電池回路接続部及び前記電池回路接続部と接続するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
前記カートリッジは、電池として一体化されて構成される、請求項１５に記載のデバイス。
前記デュアル接点アセンブリの少なくとも１つは、ヒートステーキング（例えば、６４１）、機械的ステーキング、機械的突起（例えば、８４１、８４３、８４５）、射出成形、射出形成、溶接、又は接着のうちの少なくとも１つを含む接合機構を通じて前記プラスの接点及びマイナスの接点に噛合される絶縁体（例えば、１３１、１４１、１５１、６２１、７２１、８２１）を備える、請求項１に記載のデバイス。
前記デュアル接点アセンブリの少なくとも１つは、ストッパ付きタブ（例えば、１７１、１７３、１７５、６０９、８３８、８３９）、屈曲タブ、絶縁体の延長部、又はスペーサ部のうちの少なくとも１つによってそれぞれの基板に取り付けられ、該タブは、前記基板の取り付け開口部を係合貫通するように構成される狭い方のセクションと、前記タブの貫通の深さを制限するように構成される広い方のストッパセクションとを有し、前記タブ（例えば、１７１、６０９、８３７）の１つは、前記プラスの回路接続部に接続されるように構成され、該タブ（例えば、１７３、１７５、６０９、８３８、８３９）の１つは、前記マイナスの回路接続部に接続されるように構成される、請求項１に記載のデバイス。
デバイス（例えば、１００、４００、５００、５３０、５６０、９００）であって、
基板（例えば、１１５）と、
前記基板上に配置される、両面耐極性電池接点アセンブリ（例えば、１１９、４１７、４１９、５１９、５５３、５５５、５８３、５８５、５８７、６００、７００、８００）であって、２つの環状前方接点（例えば、１３５、１４５、１４９、１５５、６２５、６２９、７２５、７２９、８２５、８２９）、及び該前方接点間に且つ該前方接点に対して軸方向中央に配置される２つの中央接点（例えば、１３３、１４３、１４７、１５３、６２３、６２７、７２３、７２７、８２３、８２７）を備える、両面耐極性電池接点アセンブリと、
第１の片面耐極性の電池接点アセンブリ及び第２の片面耐極性の電池接点アセンブリ（例えば、１２１、１２７、４２１、４２９、５２１、５２７、５５１、５５７、５８１、５８９）であって、前記両面耐極性電池接点アセンブリと軸方向に一致して前記基板上に、該両面耐極性の電池接点アセンブリの両側に配置される、第１の片面耐極性の電池接点アセンブリ及び第２の片面耐極性の電池接点アセンブリと、
を備える、デバイス。
デバイス（例えば、１００、４００、５００、５３０、５６０、９００）であって、
基板（例えば、１１５）と、
前記基板上に配置される２つの周辺接点アセンブリ（例えば、１２１、１２７、４２１、４２９、５２１、５２７、５５１、５５７、５８１、５８９）及び１つ又は複数の中間接点アセンブリ（例えば、１１９、４１７、４１９、５１９、５５３、５５５、５８３、５８５、５８７）であって、該接点アセンブリの隣接した各対は、選択されたサイズを有する電池を弾性的に且つぴったりと受け入れるように構成される、２つの周辺接点アセンブリ及び１つ又は複数の中間接点アセンブリと、
前記接点アセンブリのそれぞれと接続して配置されるプラスの回路接続部及びマイナスの回路接続部（例えば、１７１、１７３、１７５、６０９、８３７、８３８、８３９）と、
を備え、
前記接点アセンブリのそれぞれは、電池と接触する手段（例えば、１３３、１４３、１４７、１５３、６２３、６２７、７２３、７２７、８２３、８２７、１３５、１４５、１４９、１５５、６２５、６２９、７２５、７２９、８２５、８２９）を備え、それによって、電池が前記接点アセンブリの隣接した対間に配置されると、該電池の端子が該隣接した対に対して方向付けられる向きにかかわらず、該電池のプラスの端子は前記プラスの回路接続部と導電接続され、且つ該電池のマイナスの端子は前記マイナスの回路接続部と導電接続される、デバイス。