JP2015211129A - 電子機器の筐体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電池を電源として用いる電子機器において、小型化に有利な筐体構造を提供する。【解決手段】複数の電池を収容する電池収容部を有する筐体本体に対して開閉可能に設けられた電池蓋１１０が、ベースプレートと、ベースプレートを被覆するように設けられた弾性樹脂材料からなるパッキン１２０を備える。パッキン１２０は、電池が有する正極および負極の一方だけが接することができるようにベースプレートの導電体部分と電気的に接続された部材が露出した領域を有する電極部１２２，１２４を有する。【選択図】図１

Description

本発明は電子機器の筐体構造に関し、特には電池駆動型の電子機器に有用な筐体構造に関する。

電子機器、特に携帯型の電子機器については小型化が重要な課題である。携帯型の電子機器は電池駆動型であることが多いが、回路の小型化に比べて電池の小型化は進んでおらず、電池の収容スペースを確保しながら電子機器を小型化することは容易でない。特に、乾電池のように大きさが規格化されている電池を用いる必要のある電子機器では、専用の充電池を用いる電子機器よりも小型化が困難である。

さらに、電池駆動型の電子機器を防水構造とする場合、電池を交換するために開閉可能な電池蓋を防水構造にする必要がある。従来、乾電池を使用する電子機器の電池蓋を防水構造にする場合、電池蓋に必要な金属製の電極材料とゴム製の防水パッキンとが別部品で構成されていた（非特許文献１および２）。

"ペンタックス、防水コンパクトデジカメ「オプティオ43WR」"、［online］、２００４年４月２２日、ＰＣ Ｗａｔｃｈ、［平成２６年４月１５日検索］、インターネット＜URL：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2004/0422/pentax.htm＞ "デジタルカメラ Optio 43WR 取扱説明書"、［online］、第１２ページ「全面」、ペンタックス株式会社、［平成２６年４月１５日検索］、インターネット＜URL：http://www.ricoh-imaging.co.jp/japan/support/man-pdf/optio-43wr.pdf＞

防水パッキンと電極材料とが別部品で構成されると、部品点数が多くなることによる組立工数やコストの増加という問題はもちろん、小型化に不利であるという問題がある。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みなされたものであって、電池を電源として用いる電子機器において、防水機能と小型化とを両立した筐体構造を提供することを目的とする。

上述の目的は、複数の電池を電源として用いる電子機器の筐体構造であって、複数の電池を収容する電池収容部を有する筐体本体に対して開閉可能に設けられ、開いた状態において電池収容部に収容された電池を交換することを可能とする電池蓋を有し、電池蓋が、ベースプレートと、ベースプレートを被覆するように設けられた弾性樹脂材料からなるパッキンを備え、パッキンは、電池収容部に装填された複数の電池の接点として機能する複数の電極部を有し、電池は正極と負極が異なる形状を有し、複数の電極部のそれぞれは、電池が有する正極および負極の一方だけが接することができるようにベースプレートの導電体部分と電気的に接続された導電性部材が露出した領域を有し、正極用の接点もしくは負極用の接点として機能することを特徴とする電子機器の筐体構造によって達成される。

このような構成により、本発明によれば、電池を電源として用いる電子機器において、防水機能と小型化とを両立した筐体構造を提供することができる。

本発明を適用可能な電子機器の一例としてのテレメータ送信機の筐体構造を示す外観斜視図である。 実施形態に係る電池蓋の構造を示す分解斜視図である。 実施形態に係る電池蓋において、被覆層が設けられている部分と設けられていない部分を示した斜視図である。 実施形態に係る電池蓋の垂直断面図である。

以下、図面を参照して本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る筐体構造を複数の電池を電源として使用可能なテレメータ送信機に適用した実施形態について説明するが、本発明に係る筐体構造は、複数の電池を電源として使用可能な任意の電子機器に対して適用可能である。

図１は、本発明を適用可能な電子機器の一例としてのテレメータ送信機の筐体構造を示す斜視図である。ここでは本実施形態に特徴的な電池蓋に関連した筐体構造が分かるように、筐体の一部を取り除いた状態を示している。本実施形態に係るテレメータ送信機１００は、円筒形電池を代表とする、高さ方向の両端面のような平行な２面に、異なる形状の正極と負極が存在する電池（以下、単に電池という）で駆動される。そのため、テレメータ送信機１００は、電池１０１を装填もしくは交換するための開閉部である電池蓋１１０を有する。なお、本実施形態では２本の電池１０１を筐体内の電池収容部１８１に収容し、直列に接続して用いるものとする。また、電池１０１は一次電池でも二次電池でもよい。

電池蓋１１０はその一端を軸受け部１４０によって筐体本体が有する軸に対して回動可能に取り付けられ、矢印Ａで示すように開閉可能である。電池蓋１１０の表面（筐体の外面を構成する面）には、開閉レバー１３５と、ロックレバー１３０が設けられている。開閉レバー１３５はロック位置（図１）と、ロックレバー１３０側のロック解除位置との間で移動可能であり、電池蓋１１０が閉じた状態においてはロック位置方向にバネで付勢されている。

電池蓋１１０の先端には開閉レバー１３５とともに移動する爪部１１５が設けられている。爪部１１５は、バネで外方に付勢されており、開閉レバー１３５がロック位置にある際には図１に示すように露出している。この状態で電池蓋１１０を閉じると、筐体本体に押し込まれる際にバネが圧縮されて爪部１１５が電池蓋１１０内に引っ込んだ後、筐体本体の内面に設けられた溝１０５に入り込み、電池蓋１１０が閉じた状態を保持する。開閉レバー１３５がロック解除位置に移動すると、爪部１１５が電池蓋１１０内部に引っ込み、溝１０５から外れ、軸受け部１４０に内蔵されたトーションバネで上方に付勢されて電池蓋１１０が開く。

電池蓋１１０が開いた状態になると、電池収容部１８１へのアクセスが可能になり、ユーザは電池収容部１８１に電池１０１を装填したり、格納された電池１０１を交換したりすることができる。電池収容部１８１は、個々の電池１０１を収容するケース１８３と、コイルバネ状の本体側電極１８２とを有している。本実施形態では電池１０１を直列接続して用いるため、２本の電池１０１は互いに逆方向に装填する。

電池蓋１１０の裏面（電池１０１の電極に対向する面）には、防水パッキン１２０がネジ１２７，１２８によって取り付けられている。後述するように、防水パッキン１２０には電池の逆装填防止構造を有する電極部１２２，１２４が形成されている。

図２は、本実施形態の電池蓋１１０の構造、特に防水パッキン１２０の取付構造を示す分解斜視図である。電池蓋１１０は、蓋本体１１１と、防水パッキン１２０とから構成され、防水パッキン１２０は、ネジ穴１２５，１２６を通って蓋本体１１１に設けられたネジ受け１１３，１１４に取り付けられるネジ１２７，１２８によって、蓋本体１１１に固定される。

蓋本体１１１は金属のプレート１１２を有し、プレート１１２と蓋本体１１１が形成する空間内に、上述した開閉レバー１３５、ロックレバー１３０、爪部１１５などの機構部品が収容されている。

防水パッキン１２０は、電池蓋１１０の周囲を通じて外部から液体や粉塵などが侵入することを防ぐ機能（まとめて防水性という）を電池蓋１１０に付与するために設けられている。本実施形態の防水パッキン１２０は、電池１０１の電極部１２２，１２４とネジ穴１２５，１２６を形成した金属製のベースプレート（図４参照）に、シリコン樹脂のような弾性材料による被覆層１２１を設けた構成を有する。このような防水パッキン１２０は、インサート成形技術を用いて製造することができる。

図３は防水パッキン１２０の斜視図であり、被覆層１２１が設けられている部分と設けられていない部分を色分けして示している。グレー部分に被覆層１２１が設けられており、白い部分には被覆層１２１が設けられていない。被覆層１２１が設けられていない部分はベースプレートが露出しており、電極ならびに電極間の配線として機能する。具体的には、電極部１２２のうち、被覆層１２１のない部分１２２１が正極用の接点として機能し、電極部１２４のうち、被覆層１２１のない部分１２４１が負極用の接点として機能する。なお、ネジ１２７，１２８は蓋本体１１１において他の部材と電気的な接続を有していない。

図４は、防水パッキン１２０の垂直断面図である。ベースプレート１２３は、電極部１２４の中央部１２４２とネジ穴１２５，１２６が打ち抜かれている。また、電極部１２２，１２４を形成する部分は他の部分より高くなるように加工されている。より具体的には、ベースプレート１２３の形状と、被覆層１２１を設けない領域との組み合わせによって電極部１２２，１２４を、電池１０１の正極および負極の一方のみがベースプレート１２３に接することができるように構成する。これにより、電池の逆装填（による誤動作）防止構造を防水パッキン１２０に形成する。本実施形態では２本の電池１０１を直列接続する構成であるため、電池１０１の負極のみが接することができるようにベースプレート１２３が露出した部分１２４１を有する電極部１２４と、電池１０１の正極のみが接することができるようにベースプレート１２３が露出した部分１２２１を有する電極部１２２とが隣接して配置され、ベースプレート１２３によって電池１０１の正極と負極とが導通するように構成されている。

電池１０１の負極が接するべき電極部１２４は、対応する収容部に装着される電池１０１の負極端子の正射影図形から、正極キャップの天面の正射影図形を除いた領域の一部でベースプレートが露出するように構成されている。より具体的には、電池１０１が有する負極とは接するが、正極とは接しない円環状の部分１２４１が盛り上げられ、被覆層１２１を設けないようにすることで、円環状の部分１２４１が負極用の接点として機能する。また、部分１２４１の内側の、電極部１２４の中央部１２４２はベースプレート１２３が打ち抜かれており、被覆層１２１で埋められるため、電池１０１が逆に装填された場合に正極が接するのは絶縁体の被覆層１２１となり、逆装填時の誤動作や故障を防止することができる。なお、ここでは円環状の部分１２４１の全体が負極に接するようにした場合を示しているが、一部が負極に接するように構成してもよい。

また、電池の正極が接するべき電極部１２２には、電池１０１の正極キャップの凸部は接することができ、負極は接することのできない位置にベースプレート１２３が露出する部分１２２１が設けられている。具体的には、円錐台形状の電極部１２２の天面部分には被覆層１２１（１２２２）を設け、電池１０１が逆に装填された場合に負極が絶縁体の被覆層１２１に接するように構成する。また、電極部１２２の天面部分の中央に、電池１０１の正極キャップの凸部が接することのできる形状の凹部をカルデラ状に（天面部分から引っ込むように）形成し、この凹部に、ベースプレート１２３が露出した部分１２２１を設けている。

このような構成により、ベースプレート１２３は、凹部と円環状部分に設けられた、被覆層１２１が設けられない部分１２２１（正極用接点），１２４１（負極用接点）を電気的に接続する配線としても機能する。なお、ベースプレート１２３を金属板で構成した構成を説明したが、他の導電性材料で形成してもよい。また、正極用接点と負極用接点として露出する部分と、それら部分を接続する部分が導電性を有しさえすれば、ベースプレート１２３全体が導電性を有する必要はない。

また、電池１０１の接点として機能する正極用接点および負極用接点の少なくとも一方は、ベースプレート１２３が直接露出する必要はない。例えば、ベースプレート１２３もしくはベースプレート１２３の導電体部分に電気的に接続された別の導電性部材が被覆層１２１から露出するように構成してもよい。

以上説明したように、本実施形態の電池蓋１１０は、電池蓋に取り付ける防水パッキンを、芯材の導電体部分に電気的に接続された領域を露出させながら絶縁物の弾性樹脂材料で被覆した構成とした。これにより、従来別部品であった電極材と防水パッキンとを１部品とすることができ、部品点数の削減に加え、小型化に有利な構成を実現した。さらに、防水パッキンの芯材として導電材料を用いることで、電極端子間の配線として機能させることができ、配線ならびに配線用のスペースが不要となり、一層小型化に有利である。

加えて、防水パッキン用の弾性樹脂材料を絶縁物として利用し、導電材料が露出した部分の形状を、電池の特定の電極だけが接することのできる形状とすることにより、電池が誤った方向に装填されても、電子機器の回路が誤動作したり故障したりすることを防止することができる。

さらに、金属板のように比較的硬い材料を芯材として防水パッキンの材料で被覆する構成としたことで、弾性材料単体で防水パッキンを形成する場合よりも防水パッキンを薄く形成することが可能になるため、その点においても筐体の小型化に有利である。

上述の実施形態では２本の電池を直列に接続して用いる場合について説明したが、３本以上を用いる構成にも本発明は適用可能である。ただし、直列接続する場合には、同極同士が電気的に接続されないように、必要に応じてベースプレートを分割し、ベースプレート間を絶縁するように構成する。

Claims (11)

1. 複数の電池を電源として用いる電子機器の筐体構造であって、
   前記複数の電池を収容する電池収容部を有する筐体本体に対して開閉可能に設けられ、開いた状態において前記電池収容部に収容された電池を交換することを可能とする電池蓋を有し、
   前記電池蓋が、ベースプレートと、前記ベースプレートを被覆するように設けられた弾性樹脂材料からなるパッキンを備え、
   前記パッキンは、前記電池収容部に装填された前記複数の電池の接点として機能する複数の電極部を有し、
   前記電池は正極と負極が異なる形状を有し、
   前記複数の電極部のそれぞれは、前記電池が有する正極および負極の一方だけが接することができるように前記ベースプレートの導電体部分と電気的に接続された導電性部材が露出した領域を有し、正極用の接点もしくは負極用の接点として機能することを特徴とする電子機器の筐体構造。
2. 前記電池は凸部を有する正極と、凸部を有さない負極とを有し、
   前記複数の電極部のうち、負極用の接点として機能する電極部は、前記凸部が接することができず、前記負極が接することのできる領域の一部に前記ベースプレートの導電体部分と電気的に接続された導電性部材が露出した領域を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器の筐体構造。
3. 前記電池は凸部を有する正極と、凸部を有さない負極とを有し、
   前記複数の電極部のうち、正極用の接点として機能する電極部は、中央部に形成された凹部で前記ベースプレートの導電体部分と電気的に接続された導電性部材が露出し、前記凹部の周囲が前記弾性樹脂材料で被覆された構成を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器の筐体構造。
4. 前記複数の電極部が、正極用の接点として機能する電極部と、負極用の接点として機能する電極部とが隣接するように配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造。
5. 前記ベースプレートの前記導電体部分が、隣接する電極部を接続する配線として機能することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造。
6. 前記パッキンが前記電池蓋に防水性を付与するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造。
7. 前記ベースプレートの導電体部分と電気的に接続された導電性部材が、前記ベースプレートの一部であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造。
8. 前記ベースプレートの導電体部分と電気的に接続された導電性部材が、前記ベースプレートの導電体部分に接続された、前記ベースプレートとは別の導電性部材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造。
9. 前記ベースプレートが導電材料で構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造。
10. 前記ベースプレートが、導電体と絶縁体とから構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子機器の筐体構造を備えた電子機器。

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