JP2014507761A - フレックス回路とシリコンばねを持つバッテリアダプタ - Google Patents

Abstract

バッテリアダプタ１００とそれを作る方法８００。バッテリアダプタ１００は一つ以上のバッテリ１０６用の受入領域１０４を規定する、バッテリ１０６によって圧縮されるように構成される弾性材の一つ以上の弾性側壁１０８を含む、弾性トレイ１０２を含む。バッテリアダプタ１００は弾性側壁１０８にわたって弾性トレイ１０２の外側の少なくとも一部のまわりに巻き付けられるフレキシブル回路１３２をさらに含む。フレキシブル回路１３２は付随装置１５０に電力を供給する弾性トレイ１０２の外側に配置される一つ以上の接点の第１のセット１３８と、接点の第１のセット１３８と電気的に結合する一つ以上の接点の第２のセット１３６を含む。接点の第２のセット１３６はバッテリ受入領域１０４の中に弾性側壁１０８の内側に配置される。

Description

本願は概してバッテリパックに関する。これは特に患者装用式装置のためのバッテリアダプタと併用して応用され、特にそれに関して記載される。しかしながら、これは機器が洗浄、消毒、生物学的に若しくは化学的に汚染除去される必要がある場合など、他の使用例においても応用され、前述の用途に必ずしも限定されないことが理解される。

バッテリアダプタは一つ以上のバッテリとそれが電力を供給する電子機器との間のインターフェースである。バッテリとの良好な電気接触をなすために、既知のバッテリアダプタは典型的にはバッテリとインターフェースするための金属ばね接点を利用する。しかしながら、金属ばね接点を利用することは特に医療用途にとって多数の問題がある。

金属ばね接点はかさばり、アダプタに不要な費用を追加する。さらに、金属ばね接点の露出部は不必要に大きく、これは付随するバッテリからのショックを受ける可能性を増す。痛みを伴うことに加えて、これは患者モニタ、人工呼吸器などといった繊細な電子部品を装着する患者、及び／又はペースメーカなどの電子医用インプラントを伴う人にとって危険である可能性がある。

さらに、バッテリアダプタの洗浄は金属ばね接点があると困難である。汚染物質が混入して洗浄が届かなくなる可能性がある。これはほとんどの用途にとっては問題にならないかもしれないが、無菌環境を必要とする病院などの医療機関では受け入れられない。細菌はばね接点の下の隙間などに詰まる可能性がある。さらに、殺菌剤は例えば強酸化剤などの強い化学薬品であることが多く、露出した金属を腐食する可能性がある。

本願は上述の問題などを克服する新たな改良されたシステムと方法を提供する。

一態様によれば、バッテリアダプタが提供される。バッテリアダプタは、一つ以上のバッテリ用の受入領域を規定する、バッテリによって圧縮されるように構成される弾性材の一つ以上の弾性側壁を含む、弾性トレイを含む。バッテリアダプタは弾性側壁にわたって弾性トレイの外側の少なくとも一部のまわりに巻き付けられるフレキシブル回路をさらに含む。フレキシブル回路は付随装置に電力を供給する弾性トレイの外側に配置される一つ以上の接点の第１のセットと、接点の第１のセットと電気的に結合する一つ以上の接点の第２のセットを含む。接点の第２のセットはバッテリ受入領域において弾性側壁の内側に配置される。

別の一態様によれば、バッテリアダプタを製造する方法が提供される。一つ以上の接点の第１のセットと、接点の第１のセットと電気的に結合する一つ以上の接点の第２のセットとを含むフレキシブル回路が形成される。一つ以上のバッテリ用の受入領域を規定する弾性材を含む弾性トレイが形成される。弾性材はバッテリが受入領域に挿入されるときに圧縮可能である。フレキシブル回路は接点の第２のセットがバッテリ受入領域の中に配置され、接点の第１のセットが弾性トレイの外側に配置されるように、バッテリ受入領域の一部の中へ弾性トレイの外側の少なくとも一部のまわりに巻き付けられる。

別の一態様によれば、受入装置が提供される。受入装置はバッテリアダプタを受ける受入領域を含む。バッテリアダプタは、一つ以上のバッテリ用の受入領域を規定する、バッテリによって圧縮されるように構成される弾性材の一つ以上の弾性側壁を含む、弾性トレイを含む。バッテリアダプタは弾性側壁にわたって弾性トレイの外側の少なくとも一部に巻き付けられるフレキシブル回路をさらに含む。フレキシブル回路は受入装置に電力を供給する弾性トレイの外側に配置される一つ以上の接点の第１のセットと、接点の第１のセットと電気的に結合する一つ以上の接点の第２のセットとを含む。接点の第２のセットはバッテリ受入領域において弾性側壁の内側に配置される。

一つの利点は目立たないことと、空間を節約する接続法にある。

別の利点は優れた化学的耐性を持つ材料の使用にある。

別の利点は細菌や残留化学薬品が閉じ込められ得る領域の縮小にある。

別の利点は容易に洗浄できることにある。

別の利点は接点の表面積の縮小にある。

本発明のさらなる利点は以下の詳細な説明を読んで理解することで当業者に理解される。

本発明は様々な構成要素と構成要素の配置、及び様々なステップとステップの配置で具体化し得る。図面は好適な実施形態を例示する目的に過ぎず本発明を限定するものと解釈されてはならない。

本開示の態様にかかるバッテリとバッテリアダプタの第１の側面の斜視図である。 本開示の態様にかかるバッテリとバッテリアダプタの第２の側面／底部の斜視図である。 本開示の態様にかかる弾性トレイの斜視図である。 本開示の態様にかかる剛性トレイの斜視図である。 本開示の態様にかかるバッテリなしのバッテリアダプタの斜視図である。 本開示の態様にかかるバッテリアダプタを受ける受入装置の一部の斜視図である。 本開示の態様にかかるバッテリアダプタとバッテリを伴う受入装置の一部の斜視図である。 本開示の態様にかかるバッテリアダプタを製造する方法のブロック図である。

図１及び２を参照すると、本開示の態様にかかるバッテリアダプタ１００の一実施形態が図示される。図１はバッテリアダプタ１００の第１の側面の斜視図を図示し、図２はバッテリアダプタ１００の第１の側面と反対側の第２の側面の斜視図を図示する。

バッテリアダプタ１００の弾性トレイ１０２は、ＡＡバッテリ及び／又は充電式バッテリなどの一つ以上のバッテリ１０６を受けるための受入領域１０４を規定する。バッテリ１０６の端子と接触するように、弾性トレイ１０２は一つ以上の弾性シリコン側壁１０８を適切に含む。図示の通り、バッテリ１０６は例えばシリコン若しくは別の弾性ポリマーの弾性側壁１０８の間に長手方向にのびる。弾性側壁１０８はバッテリ１０６に対し一定の圧迫を生じるように設計されるしまりばめを作る。特定の実施形態において、弾性トレイ１０２は図３に図示の通りバッテリ１０６に間隔を空ける一つ以上のスペーサ１１０を含む。付加的に若しくは代替的に、特定の実施形態において、弾性トレイ１０２は受入装置１５０（図６及び図７に図示）へのバッテリアダプタ１００の位置合わせを容易にする、及び／又はバッテリアダプタ１００が受入装置１５０に固定されることを可能にする一つ以上の機構１１２を含む。これらの機構１１２は、凹部及び／又はくぼみ１１４，１１６、突起及び／又は戻り止め１１８、タブ１２０、及び同様のものの一つ以上を含むが、これらに限定されない。

図示の通り、弾性トレイ１０２の外側の対向する凹部及び／又はくぼみ１１４（その一つしか見えていない）はバッテリアダプタ１００が受入装置１５０に弾性的に固定されることを可能にする。さらに、図示の通り、対向する凹部及び／又はくぼみ１１４と同一平面上に、対向する凹部及び／又はくぼみ１１４の間にのびる軸と交差する法線に沿って配列される凹部及び／又はくぼみ１１６は、バッテリアダプタ１００が受入装置１５０に固定されることを可能にし、その位置合わせを容易にする。さらに、弾性トレイ１２０の底部に沿った突起及び／又は戻り止め１１８（図１及び図２に配向される通り）がバッテリアダプタ１００の位置合わせを容易にする。なおさらに、弾性トレイ１０２の外側の対向するタブ１２０はバッテリアダプタ１００が受入装置１５０の中に配列されることを可能にする。

弾性トレイ１０２はシリコンなどの柔軟な圧縮性材料から適切に形成される。シリコンはその耐圧縮性とその高い化学的耐性のために有利である。特定の実施形態において、図４に図示の剛性若しくは硬いトレイ１２２が、骨組若しくは骨格として、弾性トレイ１０２に組み込まれる。一部の実施形態において、弾性トレイ１０２は一体型の柔軟なトレイユニットをより剛性に形成するために剛性トレイ１２２のまわりにオーバーモールドされる。剛性トレイ１２２は特定用途に必要であり得る剛性を弾性トレイ１０２に与え、化学的耐性のある熱可塑性材から適切に作られる。例えば、剛性若しくは硬いトレイ１２０のタブ１２４は弾性トレイ１０２の弾性シリコン側壁１０８に剛性を追加する。さらに、弾性トレイ１０２は剛性トレイ１２２のまわりにオーバーモールドされるので、特定の実施形態において、弾性トレイ１０２の形状は剛性若しくは硬いトレイ１２２によって全体的に若しくは部分的に規定されることが考えられる。例えば、剛性トレイ１２２は弾性トレイ１０２のスペーサ１１０を部分的に若しくは全体的に規定する一つ以上のスペーサ１２６を含むことが考えられる。別の実施例として、剛性トレイ１２２は弾性トレイ１０２の機構１１２を部分的に若しくは全体的に規定する一つ以上の機構１２８を含む。剛性トレイ１２２の機構１２８は、凹部及び／又はくぼみ、突起及び／又は戻り止め１３０、タブ、及び同様のものの一つ以上を含むが、これらに限定されない。

弾性トレイ１０２の外側にわたって、及びその内側に及んで（図５に図示）、バッテリアダプタ１００のフレキシブル回路１３２が受入装置１５０にバッテリ１０６を接続する。特定の実施形態において、フレキシブル回路１３２上の配線がバッテリ１０６を直列に接続する。バッテリ１０６を受入装置１５０に接続するために、フレキシブル回路１３２は配線と電気的に相互接続した複数の接点１３４を含む。複数の接点１３４はフレキシブル回路１３２の共通側面に適切に配置される。

バッテリ１０６と接続する複数の接点１３４のバッテリ接点１３６はバッテリアダプタ１００の内側の中に弾性シリコン側壁１０８上に適切に配列される。弾性側壁１０８は接点１３６を圧縮して弾性側壁１０８の弾性によってバッテリ１０６の端子に対して押し付けられることを可能にする。さらに、バッテリ１０６が弾性側壁１０８の間に長手方向に配列される場合、図示の通り、バッテリ接点１３６が二つ一組で適切に構成され、対の各部材は弾性側壁１０８の異なる一方に向かい合って配置される。受入装置１５０と接続する複数の接点１３４の装置接点１３８はバッテリアダプタ１００の外側に適切に配列され、正の接点と負の接点を適切に含む。しかしながら、特定の実施形態において、受入装置１５０と接続する複数の接点１３４の装置接点１３８は、充電式のバッテリ１０６との使用のために、五つの接点など、二つよりも多くの接点を含む。

フレキシブル回路は、一実施形態において、複数の接点１３４を規定する弾性的導電パッドを持つフレキシブル基板を含む。配線はフレキシブル回路１３２の内側を通って及び／又は後面に沿ってのびる。別の実施形態において、複数の接点１３４を形成するために電気接点パッドがフレキシブル回路１３２の上にめっきされるか若しくははめ込まれる。フレキシブル回路１３２の後面上の若しくはそこに適用された接着剤層は、弾性側壁１０８の外側に沿って、弾性側壁１０８の上端のまわりに、弾性側壁１０８の内側層に沿って、フレキシブル回路１３２を弾性トレイ１０２及び／又は剛性トレイ１２２の基部に接着する。接着剤はフレキシブル回路１３２と弾性トレイ１０２及び／又は剛性トレイ１２２の間に流体密封シールをもたらし、微生物が弾性トレイ１０２及び／又は剛性トレイ１２２とフレキシブル回路１３２の間に入るのを防ぐように選択される。さらに、接着剤は化学消毒剤に耐性があるように選択される。溶剤接着、熱接合、及び同様のものなどの他の接着技術もまた考えられる。フレキシブル回路１３２における位置合わせ開口は、フレキシブル回路１３２を正確に位置付けるように、弾性トレイ１０２の突起及び／又は戻り止め１１８など、弾性トレイ１０２及び／又は剛性トレイ１２２の位置合わせ突起と整列する。

図６及び図７を参照すると、受入装置１５０の一実施形態が提供される。受入装置１５０はバッテリアダプタ１００を受けるように設定される、患者装用式モニタ若しくは他の医療装置など、典型的には医療装置である。しかしながら、バッテリアダプタ１００を受けるように設定される他の装置が考えられる。図６はバッテリアダプタ１００なしの受入装置１５０を図示し、図７はバッテリアダプタ１００とともに受入装置１５０を図示する。

受入装置１５０はバッテリアダプタ１００用の受入領域１５２を含む。特定の実施形態において、受入領域１５２はその中へのバッテリアダプタ１００の位置合わせを容易にする、及び／又はバッテリアダプタ１００がその中に固定されることを可能にする一つ以上の機構１５４を含む。これらの機構１５４は、凹部及び／又はくぼみ、突起及び／又は戻り止め１５８，１６０、カットアウト１６２、及び同様のものの一つ以上を含むがこれらに限定されない。

図示の通り、対向する突起及び／又は戻り止め１５８はバッテリアダプタ１００の凹部及び／又はくぼみ１１４と結合し、バッテリアダプタを受入領域１５２内に固定してその位置合わせを容易にする。バッテリアダプタ１００を挿入する及び／又は取り外すために、その弾性シリコン側壁１０８は弾性的に変形される。さらに、図示の通り、対向する戻り止め１５８と同一平面上に、対向する突起及び／又は戻り止め１５８の間にのびる軸と交差する法線に沿って配列される突起及び／又は戻り止め１６０は、受入領域１５２にバッテリアダプタ１００を固定し、その位置合わせを容易にする。突起及び／又は戻り止め１６０は上記の平面に対するある角度での受入領域１５２への挿入にバッテリアダプタ１００を適切に制限する。さらに、対向するカットアウト１６２がバッテリアダプタ１００の位置合わせを容易にする。当然のことながら、これらのカットアウト１５４は弾性トレイ１０２の対向するタブ１２０と結合する。

受入領域１５２内に配置されて、受入装置１５０はバッテリアダプタ１００が受入領域１５２に挿入されるときにバッテリアダプタ１００の接点１３８とインターフェースするための複数の接点１６４をさらに含む。特定の実施形態において、受入装置１５０の複数の接点１６４は充電式バッテリを備えるバッテリアダプタ１００の実施形態とインターフェースするための少なくとも三つの接点を含む。追加の接点はバッテリアダプタ１００が受入装置１５０と連通することを可能にする。かかる連通はバッテリ１０６の充電状態に関するフィードバックを受入装置１５０に提供するために利用される。

図８を参照すると、本開示の態様にかかるバッテリアダプタ１００を製造する方法８００が図示される。以降に記載の動作は必ずしも互いに依存しない。さらに、図示の動作順序は限定と解釈されてはならない。異なる順序が当業者に明らかである。

フレキシブル回路を形成するための既知の技術を用いてフレキシブル回路１３２が形成される（８０２）。例えば、特定の実施形態において、フレキシブル回路１３２は複数の層から形成される。これらの層は一つ以上の絶縁層、一つ以上の導電層、及び同様のものを含むことが考えられる。かかる実施形態において、導電層は受入装置１５０とバッテリ１０６とインターフェースするための配線と接点１３４を規定するようにエッチングされる。導電層は適切には金、銅、若しくは同様のものである。配線はバッテリ１０６と接続する複数の接点１３４のいずれか１３６を例えば直列に相互接続することが考えられる。さらに、接点１３４は金材料などの導電性材料でめっきされることが考えられる。絶縁層は接点１３４のみが露出されるように、導電層のまわりに、及び適切であれば導電層の間に適切に置かれる。絶縁層はポリマー材料から適切に形成される。

フレキシブル回路１３２を弾性トレイ１０２に固定するために、フレキシブル回路１３２は接着剤層を適切に備える。この結合は汚染物質がフレキシブル回路１３２の下に閉じ込められるのを防ぐのに役立つ。接着剤層はフレキシブル回路１３２の非接触側面に付加され、特定の実施形態において、剥離ライナーが接着剤層の上に配置され、フレキシブル回路１３２を弾性トレイ１０２に接着するときになると剥離層が接着剤層からはがされるようになっている。接着剤は感圧接着剤であることが考えられる。

フレキシブル回路１３２の形成（８０２）の前、後、若しくは同時に、弾性トレイ１０２がシリコンなどの柔軟な圧縮性材料から形成される（８０４）。弾性トレイ１０２を形成する（８０４）ために従来の射出成形技術が適切に利用される。特定の実施形態において、弾性トレイ１０２の形成（８０４）は柔軟な圧縮性材料を型に射出することを含む。他の実施形態において、弾性トレイ１０２の形成（８０４）は剛性トレイ１２２の形成を含む。剛性トレイ１２２は化学的耐性のある熱可塑性材から適切に成形される。しかしながら、他の材料が考慮される。剛性トレイ１２２を形成するために成形技術が利用されることが考えられる。剛性トレイ１２２を形成後、剛性トレイ１２２が弾性トレイ１０２のための構造骨格を形成するように、柔軟な圧縮性材料が剛性トレイ１２２の少なくとも一部のまわりにオーバーモールドされる。これは例えば型を用いて柔軟な圧縮性材料の中に剛性トレイ１２２の少なくとも一部を閉じ込めることを含む。圧縮性材料はオーバーモールドプロセスにおいて剛性トレイ１２２を完全に包み込むことができることが考えられる。

弾性トレイ１０２を形成後、フレキシブル回路１３２は弾性トレイ１０２の外側の少なくとも一部のまわりに、及びその内側へ巻き付けられる（８０６）。弾性トレイ１０２の内側の中に及ぶフレキシブル回路１３２の部分はバッテリ１０６とインターフェースするように適切に設定され、弾性トレイ１０２の外側に沿ってのびるフレキシブル回路１３２の部分は受入装置１５０とインターフェースするように適切に設定される。フレキシブル回路１３２を弾性トレイ１０２のまわりに巻き付ける（８０６）のと同時に、フレキシブル回路１３２は典型的には上記の接着剤層を用いて固定される（若しくは接着される）（８０８）。しかしながら、他の方法が考慮される。例えば、弾性トレイ１０２に押し込まれたプラグが、フレキシブル回路１３２を弾性トレイ１０２に固定するために単独で若しくは接着剤と組み合わせて利用されることができる。特定の実施形態において、突起及び／又は戻り止め１１８などのバッテリアダプタ１００の機構１１２の一つ以上はフレキシブル回路１３２の位置合わせを容易にする

本発明は好適な実施形態を参照して記載されている。修正及び変更は上記詳細な説明を読んで理解することで想到され得る。本発明はかかる修正及び変更を添付の請求項若しくはその均等物の範囲内にある限り全て含むものと解釈されることが意図される。

Claims (20)

1. バッテリアダプタであって、
   一つ以上のバッテリ用の受入領域を規定する、前記バッテリによって圧縮されるように構成される弾性材の一つ以上の弾性側壁を含む、弾性トレイと、
   前記弾性側壁にわたって前記弾性トレイの外側の少なくとも一部のまわりに巻き付けられるフレキシブル回路とを有し、
   前記フレキシブル回路が、付随装置に電力を供給する前記弾性トレイの外側に配置される一つ以上の接点の第１のセットと、前記接点の第１のセットと電気的に結合する一つ以上の接点の第２のセットとを含み、前記接点の第２のセットが前記バッテリ受入領域において前記弾性側壁の内側に配置される、バッテリアダプタ。
2. 前記弾性側壁が少なくとも一部が圧縮性ポリマーから形成される、請求項１に記載のバッテリアダプタ。
3. 前記弾性側壁がシリコンを剛性トレイ上にオーバーモールドすることによって形成される、請求項１乃至２のいずれか一項に記載のバッテリアダプタ。
4. 前記弾性トレイが、前記付随装置への前記バッテリアダプタの位置合わせを容易にする、及び／又は前記バッテリアダプタが前記付随装置に固定されることを可能にする、一つ以上の位置合わせ機構を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバッテリアダプタ。
5. 前記機構が対向する凹部及び／又はくぼみを含み、前記付随装置が前記対向する凹部及び／又はくぼみと結合するように設定される対向する突起及び／又は戻り止めを含む、請求項４に記載のバッテリアダプタ。
6. 前記弾性トレイの前記バッテリ受入領域が一対の対向する弾性側壁を持つくぼみを含み、前記接点の第１のセットがその間に受けられるバッテリと接触するための前記対向する弾性側壁上の接点を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバッテリアダプタ。
7. 前記弾性材が、バッテリが挿入されると前記弾性材が圧縮され、前記圧縮された弾性材が前記接点を前記挿入されたバッテリと接触するように付勢するように、少なくとも前記接点の後ろの対向壁上に層を形成する、請求項６に記載のバッテリアダプタ。
8. 前記弾性トレイが前記弾性材でオーバーモールドされる剛性トレイをさらに含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のバッテリアダプタ。
9. 前記フレキシブル回路が複数のバッテリ接点を直列に電気的に結合する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のバッテリアダプタ。
10. バッテリアダプタを製造する方法であって、
    一つ以上の接点の第１のセットと、前記接点の第１のセットと電気的に結合する一つ以上の接点の第２のセットとを含むフレキシブル回路を形成するステップと、
    一つ以上のバッテリ用の受入領域を規定する弾性材を含む弾性トレイを形成し、前記弾性材はバッテリが前記受入領域に挿入されるときに圧縮可能である、ステップと、
    前記接点の第２のセットが前記バッテリ受入領域の中に配置され、前記接点の第１のセットが前記弾性トレイの外側に配置されるように、前記フレキシブル回路を前記バッテリ受入領域の一部の中へ前記弾性トレイの外側の少なくとも一部のまわりに巻き付けるステップとを有する、方法。
11. 前記弾性トレイを形成するステップが、
    剛性トレイを形成するステップと、
    前記弾性材を前記剛性トレイにモールドして一体構造を形成するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記弾性材が前記剛性トレイを包み込む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記弾性材がシリコンを含む、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記フレキシブル回路が複数の層から形成される、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記フレキシブル回路が化学的耐性のある材料から形成される、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記弾性トレイがオーバーモールド技術を用いて形成される、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記弾性トレイに前記フレキシブル回路を接着するステップをさらに有する、請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記フレキシブル回路が接着剤で前記弾性トレイに固定される、請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
19. バッテリアダプタを受ける受入領域を有する受入装置であって、前記バッテリアダプタが、
    一つ以上のバッテリ用の受入領域を規定する、前記バッテリによって圧縮されるように構成される弾性材の一つ以上の弾性側壁を含む、弾性トレイと、
    前記弾性側壁にわたって、前記弾性トレイの外側の少なくとも一部のまわりに巻き付けられるフレキシブル回路とを含み、
    前記フレキシブル回路が、前記受入装置に電力を供給する前記弾性トレイの外側に配置される一つ以上の接点の第１のセットと、前記接点の第１のセットと電気的に結合する一つ以上の接点の第２のセットとを含み、前記接点の第２のセットが前記バッテリ受入領域の中に前記弾性側壁の内側に配置される、受入装置。
20. 前記受入装置が患者装用式装置である、請求項１９に記載の受入装置。

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