JP3061097B2 - 電池用電気コネクタ - Google Patents

電池用電気コネクタ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気コネクタ、特に電池
駆動型電子機器の回路板に充電可能な電池を接続する電
池用電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】電池はビデオカメラ、セルラー電話器及
びコンピュータ等の家電及びビジネス用携帯型電子機器
の動力源として使用されている。この電池の重量を低減
することができれば機器を軽量化することができるので
好ましい。例えば現在市販されている電池は携帯型コン
ピュータの重量の30％にも達する。電池の寸法及び重量
を低減すると、電池をより頻繁に交換するか、使用済電
池を一層頻繁に充電する必要が生じる。
【０００３】新世代のより小型且つ軽量の電池を開発中
であり、複数の電池と充電回路が内蔵されている。この
充電回路は電気的に制御されて迅速に充電すると共に完
全に充電されると自動的に遮断する。斯る電池用コネク
タは電池セル、セル用相互接続部、電池端子及び斯る端
子を含むパッケージで構成され得る。斯る充電電池用コ
ネクタは、電池を放電する電気接続部及び電池内の充電
回路用の別個の電気接続部を提供する。電池用コネクタ
は、回路板に取付けられたヘッダ型コネクタと接続及び
切り離しを行い、電池端子はヘッダの電気端子に接続さ
れている。
【０００４】
【発明の解決課題】コネクタがヘッダの高さと異なる高
さで取付けられていても電池端子がヘッダの電気端子に
接続可能である電池用コネクタを提供するのが好まし
い。更にまた、電池を正立又は倒立いずれの形態でも接
続可能な電池用コネクタを提供するのが好ましい。
【０００５】従来斯る電池用コネクタが存在しなかった
ので、異なる高さのヘッダの電気端子に接続でき且つ電
池を上下いずれの形態でも使用可能な電池用電気コネク
タを提供することを主目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電池用電気コネ
クタは、電池セルに接続される端子と、該端子及び前記
電池セルを収容するパッケージを具備する電池用電気コ
ネクタにおいて、前記端子の接触面は、前記パッケージ
の端部の凹部を通ってアクセス可能であり、前記接触面
及び前記凹部は共に、前記端部に沿った複数の点で相手
電気コネクタの電気コンタクトと接続可能となるよう
に、前記端部に沿って長い嵌合範囲を有し、前記凹部
は、前記パッケージの前記端面、及び該端面に隣接する
互いに対向した２外面の双方と連通することによって、
前記パッケージ及び前記相手電気コネクタの正立接続及
び倒立接続を可能にしたことを特徴とする。
【０００７】本発明の電池用コネクタの一実施例は、電
池セルを含むパッケージ、セル用相互接続部、相手コネ
クタの端子と接続されるよう構成された電池端子を有
し、この電池端子は端子の高さに沿って長い嵌合範囲を
有することを特徴とする。この特徴により、コネクタが
ヘッダの高さと異なる高さに取付けられても、ヘッダの
電気端子と電池端子とが接続可能となる。
【０００８】本発明の電池用コネクタの他の実施例は、
電池セルを含むパッケージ、セル用相互接続部及び電池
端子を具え、パッケージを正立又は倒立いずれの方向に
おいても相手コネクタの端子と電池端子とを接続可能に
することを特徴とする。
【０００９】本発明の更に他の実施例の電気コネクタ
は、電池セルを含むパッケージ、セル用相互接続部及び
電池端子を具え、コネクタの中心軸の一側に電池端子を
オフセットして配置することによりキーイングすること
を特徴とする。これにより、電池端子を相手電気コネク
タの端子と、パッケージが倒立した際に接続不能とし、
或は相手コネクタが異なる不適合キーイングの場合に接
続されないようにする。
【００１０】本発明の電池用コネクタの各実施例は、電
池端子を含むコネクタ内に独立に配置され、パッケージ
は端子及び電池セルを含み、セルと充電制御回路の相互
接続を行う。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の電池用電気コネクタの実施例
を添付図を参照して詳細に説明する。
【００１２】先ず、図１、図３、図５、図６及び図10を
参照して説明する。電池２の電気コネクタ（以下単にコ
ネクタという場合もある）１は電池２の多数のセル４及
び４個の電池セルの列状端子５乃至８を含む絶縁パッケ
ージ（以下パッケージという）３を具える。図９に示す
コネクタでは、付加コンタクト5'が４個の端子５乃至８
と組合わされる。第１組は電池２の正極（＋）端子５及
び負極（−）端子８より成る。端子５及び８は端子５乃
至８の列の両側にある。第２組は夫々データ端子６と充
電端子７より成る。データ端子６は電子データを図示し
ない電子充電制御回路に接続するものである。充電端子
７は図示しないサーミスタ制御トランスフォーマの接続
用である。
【００１３】図１乃至図３を参照すると、１群のセル４
はパッケージ３内に含まれるよう配置される。セル４は
周知の乾電池である。セル４は図示しないサーミスタ制
御の充電トランスフォーマにより充電可能である。各セ
ル４は1.5 ボルトであり、正極セル端子９を一端に有
し、負極セル端子10を他端に有する。
【００１４】次に、図１及び図４を参照して、パッケー
ジ３内のセル４と端子５乃至８の相互接続部につき説明
する。１群のセル４は図４に示す如く電気的に直列接続
される。図４に示す金属ストリップ11はセル４を電気的
に直列接続する相互接続部である。ストリップ11は例え
ば半田付又は溶接により、接続されて、各セル４を接続
する。金属ストリップ11は更に夫々正及び負極性で２個
の端子５、８に同様に接続され、端子５、８をセルに接
続してセルを放電する。
【００１５】図４に示す如く、別の金属ストリップ12が
データ端子６を正極性端子５に相互接続する。別の金属
ストリップ13が抵抗器14' を介して充電端子７を負極性
端子８に相互接続する。更に、金属ストリップ11は１以
上のサーミスタ14をセル４に直列接続する。各サーミス
タ14は電気制御充電回路の一部を構成してセル４の再充
電を行う。図示しない別のエレクトロニクス回路がパッ
ケージ３内のセル４間の空間に収められている。
【００１６】図１、図５、図７、図８及び図10を参照す
ると、パッケージ３は２体構造であり、ベース15とカバ
ー16とより成り、適当なプラスチック材料をモールドす
ることにより製造される。ベース15とカバー16は相互に
溶着又は接着される。電池端子５乃至８は金属ストリッ
プで製造される。各端子５乃至８はパッケージ３内を延
び、ベース15を通過し、パッケージ３の外部に延出され
る。図２に示すパッケージ３において、各端子５乃至８
の端部17はパッケージ３のベース15に埋込まれている。
端子５乃至８はインジェクション（射出）成型によりパ
ッケージ３のベース15内に埋込まれる。図７及び図８に
示すパッケージ3'では、各端子５乃至８の端部17はベー
ス15のポケットに埋込まれる。
【００１７】図２、図６乃至図８を参照すると、電池端
子５乃至８のアクセス可能な部分はパッケージ３の端部
19に向き、パッケージ３、3'の底面20にも向くようにさ
れている。各アクセス部18はパッケージ３の端部19を介
してアクセスされ、またパッケージ３の底面20を介して
アクセスされる。パッケージ３の端部19と底面20は交差
部21でベース15に沿って交差する（図１、図５、図８及
び図10参照) 。各端部19と底面20の交差部21で、パッケ
ージ３の端部19と底面20は凹部が設けられ電池端子５乃
至８のアクセス部18にアクセス可能にする。特に、一連
の凹部22が交差部21に形成されている。電池端子５乃至
８のアクセス部18は対応凹部22内にあり、パッケージ３
の外面から凹んでいる。図１に示す如く、交差部21に電
池端子５乃至８間にリブ23を形成して電池端子５乃至８
のアクセス部18を相互に分離する。電池端子５乃至８の
アクセス部18はリブ23の外面から凹んでいる。従って、
パッケージ３の端部19と底面20は電池端子５乃至８が不
意に接触するのを防止し、電池４は持き可能にする。
【００１８】パッケージ３の端部19と底面20は共に図
１、図８及び図９に示す如く、別の相手コネクタ24と嵌
合するよう構成されている。図１のコネクタ１、24の更
に詳細は別の特許出願（特願平6-51706 号）明細書に開
示されているので参照されたい。
【００１９】図１の凹んだカップリング25は電子端子５
乃至８の列の両端に２分割されている。カップリング25
の２つの部分は、パッケージ３の端部19の各凹部26内に
ある。凹部26は異なる幅であり、既知の距離だけ離れて
おり、パッケージ３を異なるスペース又は寸法を有する
他の適合性のないパッケージ３から区別する。
【００２０】図５及び図10に示す別の実施例のコネクタ
1'、1'' は凹部22とリブ23を有し、凹部26がコネクタ
1'、1'' の中心軸の片側にオフセットされている。これ
により、図５に示すコネクタ1'は電池端子５乃至８をコ
ネクタ1'の中心軸の一側にオフセットして配置する。こ
れにより、キーイングを行い、パッケージ3'、3'' が倒
立した場合又は嵌合相手コネクタが異なる不適合キーイ
ングを有する場合には、相手コネクタ24' の端子との接
続に抗する、即ち接続不能にする。
【００２１】図１、図８及び図９を参照すると、相手コ
ネクタ24、24' は一体の絶縁ハウジングブロック27及び
導電性電気コンタクト28を具え、図１にあっては２対の
コンタクト28を、図９にあっては付加コンタクト28' を
有する。ハウジングブロック27は図示しない回路基板に
取付けるベース29、このベース29から延出する側壁30及
び突出するエンドバリア31を具える。このエンドバリア
31は側壁30に対して外方に延びベース29に対して上方に
延びる。ベース29は図示しないファスナにより回路板に
取付けられ、図１に１個を符号32で示すファスナ受け穴
32を介して側壁30を超して延びるベース29の部分内に挿
入される。
【００２２】各コンタクト28は金属ストリップ製であ
り、自由端35の近傍にベース部34を含み、図示しない回
路板にプラグ接続される電気端子を形成する。
【００２３】図２を参照すると、各コンタクト28はベー
ス部34から延びる部分36を形成する。各コンタクト28の
ベース部34はハウジングブロック27のベース29と当接す
る。各コンタクト28の部分36はハウジングブロック27の
ベース29からハウジングブロック27の開放頂部37に向け
延び、且つハウジングブロック27の開放側部38に向けて
延びる。コンタクト28はハウジングブロック27の開放頂
部37及び側部38を介してアクセス可能であり、対応する
端子５乃至８と嵌合する。ハウジングブロック27は開放
頂部37と適合して、異なる高さの端部19を有するパッケ
ージ３と嵌合接続するようにする。
【００２４】端バリア31はコンタクト28の列の両端にあ
り、カップリング部を具える。図１において、バリア31
はフック状であり、パッケージ３内に収められているカ
ップリング25にカップリング（結合）する。端バリア31
の寸法及び両バリア31間の間隔はパッケージ３のカップ
リング25の寸法間隔と一致するよう形成する。図１及び
図９において、バリア31はコンタクト28より少なくとも
僅かに高く、コンタクト28に外力が加えられて破損変形
するのを阻止するよう構成している。バリア31はパッケ
ージ３の端部19にある異なる幅の凹部26と接続可能に異
なる幅を有する。バリア31は例えば異なる不適合なパッ
ケージ３の異なる寸法及び間隔のカップリング25とはカ
ップリングできないよう構成されている。電池用電気コ
ネクタ１を相手コネクタ24から嵌合解除する為に、パッ
ケージ３は凹部26に沿ってバリア31を抜去可能にしてい
る。電池用電気コネクタ１を相手コネクタ24と嵌合接続
するには、この逆の手順による。即ち、パッケージ３を
バリア31に沿って挿入してカップリング25とバリア31と
をカップリングする。
【００２５】パッケージ３は、このパッケージ３の端部
19と相手コネクタ24の側壁30が重なり合うとき及びパッ
ケージ３の底辺20が相手コネクタ24のベース29を覆い着
座するとき、相手コネクタ24と嵌合接続する。
【００２６】図５乃至図10を参照して電池用電気コネク
タの他の実施例と相手コネクタとの嵌合動作を説明す
る。図７、図８に示す如く相手コネクタ24は図１の相手
コネクタ24と類似するので、対応する素子には同じ参照
符号を使用する。図６及び図７の相手コネクタ24' は図
１の相手コネクタ24と以下の点で相違する。電気コンタ
クト28はハウジングブロック27に取付けられ、回路板41
に取付けられるポスト状の端子35を有する金属プレート
である。このプレートはハウジングブロック27の開放頂
部37に対向する上縁42と、ハウジングブロック27の開放
側部38に対向する側縁43とを有する。このブレードは両
縁42、43が交差するコーナーにテーパ面44を有する。バ
リア31は異なる幅であり、図５乃至図８に示す変形パッ
ケージ3'の異なる幅の凹部26内に嵌合的に挿入されるよ
う構成されている。
【００２７】端子５乃至８のアクセス部分18が位置する
凹部22は端部19とパッケージ３の底辺20の交差部21を介
して延出する。カップリング25は図５及び図６の実施例
のパッケージ3'には設けられていない。
【００２８】図６乃至図９は端子５乃至８の別の構成を
示す。各端子５乃至８は金属片を打抜き曲げ加工した一
体構造であり、中央スパイン45及びこのスパイン45から
反対方向に延びるリブ46、47を有する。各端子５乃至８
は２面体の弾性リセプタクル48を具える。リセプタクル
48の各側49はスパイン45から延出し、ブレード状コンタ
クト28の片面と接触係合する接触面51を有する。リセプ
タクル48の両側49は外側に湾曲し、リセプタクル48に外
側に湾曲した開放面を与える。これら開放面49はパッケ
ージ3'の端部19及び底面20からアクセス可能であり、図
６及び図７に示す如く相手コネクタ24' のブレード状端
子の反対面のコンタクト28を受け且つ接触する。この相
手コネクタ24' のブレード端子はパッケージ3'の開放底
面20又はパッケージ3'の端部19からパッケージ3'の凹部
22内に入る。端部19が側壁30とオーバーラップし、且つ
底面20が相手コネクタ24' のベース29を覆うとき嵌合接
続が行われる。
【００２９】リブ46、47が対応凹部22をブリッジして、
カバー16を有するベース15を挿入すると、ベース15内に
凹んだポケット52に受容される。カバー16がベース15に
取付けられると、カバー16はリブ46、47とオーバーラッ
プして両者をポケット52内の所定位置に保持する。ポケ
ット52内のリブ46、47はクロスブレースを形成して、端
子５乃至８の移動を阻止してリセプタクル48を凹部26の
中心に維持する。
【００３０】図５及び図10の極性付け装置が電池端子５
乃至８内に端部19の中心からオフセットさせて設けられ
ている。これにより、パッケージ3'が倒立（上下反対）
のとき、相手コネクタ24' のコンタクト28と端子５乃至
８とがアライメント又は嵌合するを阻止する。バリア31
もまた異なる幅であるので、好ましくないアライメント
又は嵌合を阻止する。
【００３１】パッケージ3'は意図的に上下反転しても接
続可能にすることも可能である。図５及び図10に示す如
く、パッケージ3'の端部19はカバー16の反対頂面53と底
面20間の外面にて定まる高さを有する。各コンタクト面
51はこの端部19の高さの半分より大きい高さを有する。
よって、各コンタクト面51は端部19に沿って延びる延長
高さを有し、コンタクト28と電気的接触するため高さ方
向に沿って複数の接続点を提供する。この付加された特
長により、パッケージ3'を相手コネクタ24' と倒立して
嵌合接続可能にする。倒立嵌合を可能にする為に、相手
コネクタ24' は広い及び狭いバリア31を交換変形する。
バリア31はパッケージ3'の端部19にある異なる幅の凹部
26内に接続する異なる幅を有する。極性付けの為及びパ
ッケージ3'を倒立位置のみで接続可能にする為に、相手
コネクタ24' の広狭バリア31の交換が必要になる。
【００３２】図10に示すパッケージ3'' の他の例にあっ
ては、凹部22と凹部22間のリブ23はカバー16及びベース
15の双方に延びている。このパッケージ3'' によると、
相手コネクタ24' の広狭バリア31の位置に応じて正立又
は倒立いずれにも接続可能である。
【００３３】以上、本発明の電池用コネクタの好適実施
例を詳述したが、本発明は斯る実施例のみに限定するべ
きではなく、用途に応じて種々の変形変更が可能である
ことが理解できよう。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
の電池用コネクタはパッケージの端部に沿って形成され
た凹部からアクセス可能な電池端子を有し、且つその接
触面は高さ方向に延びているので、相手コネクタと正立
又は倒立いずれの接続も可能である。また、端子をコネ
クタの一方にオフセットすることによりキーイングする
ことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による充電型電池用電気コネクタの一実
施例及び相手コネクタの斜視図。
【図２】図１の電池用電気コネクタと相手コネクタの嵌
合状態を示す断面図。
【図３】４個の電池セルの斜視図。
【図４】電池セルとコネクタの端子との相互接続状態を
示す接続図。
【図５】他の電池用パッケージの斜視図。
【図６】図５のパッケージのカバーを取除いた部分上面
図。
【図７】図５の拡大部分断面図。
【図８】電池と相手コネクタの嵌合状態を示す図７と同
様の図。
【図９】図５の電池と相手コネクタとの嵌合状態を示す
部分拡大図。
【図１０】電池パッケージの更に他の実施例の斜視図。
【符号の説明】
１、1'、1'' 電池用電気コネクタ ２ 電池 ３、3'、3'' 絶縁パッケージ ４ セル ５、６、７、８ 電池端子 19 端部 22 凹部 24、24' 相手コネクタ 28 端子 51 接触面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーレイ・チェスター・モール・ジュニ ア アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17104 ハリスバーグ デューク スト リート 2434 (72)発明者 ジョン・マイケル・ランディス アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17011 キャンプヒル ファインビュー ロード 109 (72)発明者 ジョージ・ハロルド・ドーティ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17059 ミフリンタウン ロード ナン バー ３ ボックス 1066 (56)参考文献 実開 昭57−173290（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−145177（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−43465（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01R 13/46 303 H01M 2/10 H01M 10/46 101

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電池セルに接続される端子と、該端子及び
    前記電池セルを収容するパッケージを具備する電池用電
    気コネクタにおいて、 前記端子の接触面は、前記パッケージの端部の凹部を通
    ってアクセス可能であり、 前記接触面及び前記凹部は共に、前記端部に沿った複数
    の点で相手電気コネクタの電気コンタクトと接続可能と
    なるように、前記端部に沿って長い嵌合範囲を有し、 前記凹部は、前記パッケージの前記端面、及び該端面に
    隣接する互いに対向した２外面の双方と連通することに
    よって、前記パッケージ及び前記相手電気コネクタの正
    立接続及び倒立接続を可能にしたことを特徴とする電池
    用電気コネクタ。
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