JP3819812B2 - 電池を装着するスペースを備えた電気機器装置 - Google Patents
電池を装着するスペースを備えた電気機器装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池端子をセルフクリーニングする機構を備えた電気機器装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話機などの携帯機器をはじめとする様々な機器において、リチウムイオン電池やニッケル−カドミウム電池などの二次電池が電源として用いられている。また、この二次電池は、家庭用のコンセントなどから充電器を介して充電が行われる。
これらの電気機器装置においては、電池を装着するスペースを有するケースが設けられ、その中に電池の各端子と接触して電気接続される端子部材が取り付けられている。
【0003】
ここで、電池の端子表面は、酸化膜が形成されたり汚れが付着することがあり、それによる端子部材との接触不良が発生しやすいので、電池を装着するときに自動的に当該電池の端子表面をクリーニングするセルフクリーニング機構を端子部材に設けたものも用いられている。
図5は、セルフクリーニング機構を備えた充電器の一例を示す図である。
【0004】
この充電器100は、充電回路(不図示)が内蔵されたケース101を備え、このケース101には、二次電池200を脱着自在に装着する電池装着凹部102が設けられている。そして、電池装着凹部102の中には、電池200の正極端子210に接続される正極端子部材110、電池200の負極端子220に接続される負極端子部材120が取り付けられている。負極端子部材120は、電池装着凹部102の中央方向に向かって付勢された端子部分を有しており、電池200が電池装着凹部102に装着されるときに、この端子部分121が負極端子220に圧接されるようになっている。
【0005】
各端子部材110,120と充電回路とは配線回路(不図示)で接続されている。
この充電器において、負極端子部材120と負極端子220とを低抵抗な状態で接続するために、負極端子部材120には、以下のようにセルフクリーニング機構が設けられている。
【0006】
負極端子部材120の付勢部分121には、凸部122が形成されており、電池200を電池装着凹部102に装着する際に、凸部122が負極端子220の表面を摺動することによって、当該表面の酸化膜や汚れが除去される。
すなわち、電池200を電池装着凹部102に装着する際に、図5(a)に示すように先ず正極端子210側をはめ込んだ後、負極端子220側を押し込んで図5(c)のように装着すると、凸部122が負極端子220の表面を、その下端部から中央部にかけて上方向に摺動する。一方、図5(b)に示すように先ず負極端子220側をはめ込んだ後、正極端子210側を押し込んで図5(c)のように装着すると、凸部122が負極端子220の表面の中央部を下方向に摺動する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、上記のセルフクリーニング機構では、除去されたゴミが凸部122に付着するので、電池装着後にこのゴミによって凸部122と負極端子220との間が接触不良になることもある。
また、先ず負極端子220側をはめ込んだ後、正極端子210側を押し込んで装着した場合には、凸部122が負極端子220の表面を摺動する距離がわずかなので、クリーニング効果は小さい。
【0008】
本発明は、上記課題を鑑み、電池が装着される装着スペースを有する電気機器装置において、電池端子のセルフクリーニングを従来よりも良好に行うことのできるものを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、電池ケースの装着スペースに、装着スペースに電池が装着された状態のときに当該電池の両端部に接続される第1及び第2端子部材が取り付けられ、第1端子部材に、装着スペースに装着される電池の端部を押圧する方向に付勢された付勢端子部が設けられた電気機器装置において、付勢端子部に、電池の一端部が、第1端子部材側で装着スペースからはみ出すと共に、電池の他端部が、装着スペースの第2端子部材側にはまり込んだ第1状態にあるときに電池一端部に当接する第1部分と、電池全体が装着スペースにはまり込んだ第2状態にあるときに、電池一端部に当接する第2部分とを形成することとした。
【0010】
このように、付勢端子部に凸部である第1部分と凸部である第2部分とを設ければ、第1状態から第2状態に移行するときに、第1部分で電池の一端部表面を摺動してクリーニングし、第2部分で電気接続を良好にすることができる。
ここで、第2状態で、一端部表面における第1部分が摺動した領域が第2部分と接触するようにすることが、電気接続を良好にする上で好ましい。
【0011】
また、付勢端子部において、電池の一端部が、装着スペースの第1端子部材側にはまり込むと共に、当該電池の他端部が第2端子部材側で装着スペースからはみ出した第3状態にあるときに、電池の一端部に当接する凸部である第3部分を形成すれば、第3状態から第2状態に移行するときに、第3部分で電池の一端部表面を摺動してクリーニングし、第2部分で電気接続を良好にすることができる。
【0012】
ここで、第3状態で、一端部表面における第3部分が摺動した領域が第2部分と接触するようにすることが、電気接続を良好にする上で好ましい。
また、電池ケースの装着スペースは、凹部であって、当該凹部の深さは、第1端子部材が取付けられている近傍の領域において、第2端子部材寄りの領域より、深いように形成すれば、第3状態にあるときに、この傾斜領域に電池一端部を陥入させ、第2状態に移行するときに、当該電池一端部をこの傾斜領域から出すことによって、第3部分が摺動する距離を大きくすることができるので、クリーニング効果を高めることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる充電器の平面図である。
この充電器は、充電回路(不図示)が内蔵されたケース1を備え、ケース1は、二次電池200を装着する電池装着凹部2が設けられている。
【0014】
電池装着凹部2の底面は、底面板40によって形成されており、電池装着凹部2において、電池200はこの底面板40上に載置された状態で装着される。また、電池装着凹部2の開口部から電池を脱着できるようになっている。
図1に示すケース1では、円筒形の二次電池200を4列に並べて装着できるようになっている。
【0015】
電池200は、外観が円柱形状であって、その一端側に正極端子210、他端側に負極端子220が設けられている。
ケース1における電池装着凹部2内には、電池200の正極端子210に接続される正極端子部材10、電池200の負極端子220に接続される負極端子部材20が対向して取り付けられている。この正極端子部材10,負極端子部材20は、導電性を有する金属板が成形されたものである。
【0016】
ケース1の底部には、プリント基板30が内蔵されている。このプリント基板30には、上記端子部材10,20の下端部が固定されている。また、このプリント基板30には、二次電池200を充電するための充電回路を構成する部品が実装されている。さらに、ケース1の底部には、電源プラグ(不図示)が装着されている。
【0017】
電源プラグは、充電回路に接続されており、充電回路は、電源プラグから入力される電力を、二次電池200を充電するのに適した電圧及び電流に制御しながら出力する。
(負極端子部材20の構成)
図2は、負極端子部材20の外観を示す斜視図である。
【0018】
負極端子部材20は、弾力性を有する金属板からなり、支持部25の上側が折り曲げられることによって、電池装着凹部102の中央方向(図2中、白抜き矢印方向)に向かって付勢された付勢端子部21が形成されている。この付勢端子部21は、山形に折曲した形状に成形されている。なお、負極端子部材20は、支持部25が底面板40に対してほぼ垂直となるよう取り付けられている。
【0019】
付勢端子部21は、これに力が加えられない状態では、付勢端子部21と支持部25とのなす角度αが大きい状態になっているが、力を加えることによって弾性変形して支持部25となす角度αが小さくなる。
従って、電池200が電池装着凹部2に装着されるときには、この付勢端子部21が、当該山形の頂部21a近傍で電池200の負極端子220に圧接される。
【0020】
更に、この付勢端子部21における頂部21aの近傍領域には、第1凸部22,第2凸部23,第3凸部24が形成されている。
上記3つの凸部の中、第2凸部23は、電池200が電池装着凹部2に装着された状態のときに、電池200の負極端子220に当接して充電時における電気的接触を確保するものであって、山形頂部21a付近に設けられている。
【0021】
一方、第1凸部22及び第3凸部24は、電池200を装着するときに、電池200の負極端子220の表面を摺動することによってクリーニング(表面の酸化膜などを除去)するものであって、第1凸部22は第2凸部23の上側に、第3凸部24は第2凸部23の下側に設けられている、
上記構成によって、負極端子部材20の角度αが大きい状態では、第3凸部24が突出した状態となるが、変形して角度αが小さくなると第2凸部23が突出し、更に変形して角度αが小さくなると第1凸部22が突出する。
【0022】
なお、各凸部22〜24は、負極端子部材20の材料である金属板を部分的にパンチで押圧して変形させることによって形成することができる。
(電池装着凹部2の形状について)
電池装着凹部2の底面板40において、負極端子部材20が取付けられている位置の近傍には、負極端子部材20に近いほど窪み大きく(電池装着凹部2の開口部からの深さが深く)なるように傾斜している傾斜領域41が設けられており、傾斜領域41よりも正極端子部材10側は、開口部からの深さが一定である平坦領域42となっている。
【0023】
上記底面板40の構成によって、平坦領域42上に電池200を安定して載置することができると共に、電池装着凹部2における上記傾斜領域41上に、電池200の負極側端部が陥入可能な補助凹部43が形成される。
なお、図中41aは、平坦領域42と傾斜領域41との境界線である。
(電池装着に伴うセルフクリーニング機構)
図3(a)〜(c)は、電池200を電池装着凹部2に装着する際のセルフクリーニング機構を説明する図であって、先に正極端子210側をはめ込んだ後、負極端子220側を押し込む方法で装着する場合について示している。
【0024】
このように電池200を装着する場合、図3(a)→(b)に示されるように、電池200の負極端子220側端部が、付勢端子部21を大きく押し込むので、角度αがかなり小さくなるように変形する。それに伴って、第1凸部22が負極端子220の表面(電池底面)を、その下端部から中央部にかけて、押圧しながら摺動し、負極端子220の表面をクリーニングする(表面に形成されている酸化膜が除去される。)。
【0025】
そして、電池装着が完了した状態では、図3(c)に示されるように、負極端子220の表面中央部に第2凸部23が接触する。
ここで、第1凸部22は第2凸部23よりも上側に設けられているので、負極端子220の表面における第1凸部22でクリーニングされた箇所が、第2凸部23と接触することになる。また、クリーニングによって除去されたゴミは第1凸部22に付着する。
【0026】
従って、負極端子220と第2凸部23との間は、酸化膜やゴミが介在することによって電気抵抗が高くなることなく、低抵抗で電気的接続がなされる。
図4(a),(b)は、電池200を電池装着凹部2に装着する際のセルフクリーニング機構を説明する図であって、先に負極端子220側をはめ込んだ後、正極端子210側を押し込む方法で装着する様子を示す図である。
【0027】
このように電池200を装着する場合、図4(a)に示されるように、電池200の負極端子220側端部が、付勢端子部21を押し込む程度は、小さいので、角度αはあまり小さくならず、第3凸部24が突出した状態となる。
また、電池200の負極端子220側端部をはめ込んだときに、当該端部が補助凹部43に陥入する。
【0028】
そして、正極端子210側を下方向に押し込むと、負極端子220側端部は、底面板40の境界線41a付近を支点として上方向に移動し、補助凹部43から抜け出る。それに伴って、第3凸部24が、負極端子220の表面(電池底面)の中央部を上から下へ押圧しながら摺動し、負極端子220の表面をクリーニングする。
【0029】
そして、装着が完了した状態では、図4(b)に示されるように、負極端子220の表面中央部に第2凸部23が接触する。
ここで、第3凸部24が負極端子220の表面を摺動する距離は、補助凹部43が設けられていない場合と比べてかなり長くなる。
また、第3凸部24は第2凸部23よりも下側に設けられているので、負極端子220の表面における第2凸部24でクリーニングされた箇所が、第2凸部23と接触することになる。また、クリーニングによって除去されたゴミは第3凸部24に付着する。
【0030】
従って、電池装着完了時には、負極端子220と第2凸部23との間は、酸化膜やゴミが介在することなく、電気的に低抵抗で接続される。
以上のように、本実施形態の充電器では、付勢端子部21に、第2凸部23の他に、第1凸部22及び第3凸部24を設けることによって、電池200を、正極端子210及び負極端子220のいずれの側から装着した場合でも、負極端子220と負極端子部材20との電気的接触を良好なものとすることができる。また、補助凹部43が設けられていることによって、第3凸部24が負極端子220の表面を摺動する距離が長くなるので、クリーニング効果が高められる。
【0031】
(変形例などについて)
上記実施の形態においては、付勢端子部21に、第2凸部23の他に、第1凸部22と第3凸部24の両方を設けたが、どちらか一方だけを設けてもよく、第1凸部22だけを設けた場合は、正極端子210側から装着するときに効果が得られ、第3凸部24だけ設けた場合は、負極端子220側から装着するときに効果が得られる。
【0032】
上記実施の形態においては、負極端子220と接続する負極端子部材20に本発明を適用して、負極端子220をセルフクリーニングする例を示したが、電池の正極端子に接続する正極端子部材に本発明を適用し、正極端子をセルフクリーニングすることもできる。
上記実施の形態においては、二次電池を充電する充電器を例にとって説明したが、本発明は、一次電池・二次電池を問わず、電池を装着するスペース及び電池端子を備えた電気機器装置に対して広く適用できる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電池ケースの装着スペースに、装着スペースに電池が装着された状態のときに当該電池の両端部に接続される第1及び第2端子部材が取り付けられ、第1端子部材に、装着スペースに装着される電池の端部を押圧する方向に付勢された付勢端子部が設けられた電気機器装置において、付勢端子部に、電池の一端部が、第1端子部材側で装着スペースからはみ出すと共に、電池の他端部が、装着スペースの第2端子部材側にはまり込んだ第1状態にあるときに、電池一端部に当接する凸部である第1部分と、電池全体が装着スペースにはまり込んだ第2状態にあるときに、電池一端部に当接する凸部である第2部分とを形成することによって、第1部分で電池の一端部表面を摺動してクリーニングし、第2部分で電気接続を良好にすることができる。
【0034】
あるいは、付勢端子部において、電池の一端部が、装着スペースの第1端子部材側にはまり込むと共に、当該電池の他端部が第2端子部材側で装着スペースからはみ出した第3状態にあるときに、電池の一端部に当接する凸部である第3部分を形成すれば、第3状態から第2状態に移行するときに、第3部分で電池の一端部表面を摺動してクリーニングし、第2部分で電気接続を良好にすることができる。
【0035】
また、電池ケースの装着スペースは、凹部であって、当該凹部の深さは、第1端子部材が取付けられている近傍の領域において、第2端子部材寄りの領域より、深いように形成することによって、クリーニング効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる充電器の平面図である。
【図2】上記充電器に用いられる負極端子部材の外観を示す斜視図である。
【図3】上記充電器に電池を装着する際のセルフクリーニング機構を説明する図である。
【図4】上記充電器に電池を装着する際のセルフクリーニング機構を説明する図である。
【図5】従来例にかかるセルフクリーニング機構を備えた充電器を示す図である。
【符号の説明】
1 ケース
2 電池装着凹部
10 正極端子部材
20 負極端子部材
21 付勢端子部
22 第1凸部
23 第2凸部
24 第3凸部
40 底面板
41 傾斜領域
43 補助凹部
200 二次電池
Claims (5)
- 電池が装着される装着スペースを有する電池ケースを備え、前記電池ケースの装着スペースには、当該装着スペースに電池が装着された状態のときに当該電池の両端部に接続される第1及び第2端子部材が取り付けられ、
第1端子部材は、
当該装着スペースに装着される電池の端部を押圧する方向に付勢された付勢端子部を有し、
当該付勢端子部には、
電池の一端部が、第1端子部材側で前記装着スペースからはみ出すと共に、電池の他端部が、前記装着スペースの第2端子部材側にはまり込んだ第1状態にあるときに、当該電池の一端部に当接する凸部である第1部分と、
電池全体が前記装着スペースにはまり込んだ第2状態にあるときに、前記電池の一端部に当接する凸部である第2部分とが形成されていることを特徴とする電気機器装置。 - 前記第1状態から第2状態に移行するときに、前記第1部分は、前記電池の一端部表面を摺動し、
前記第2状態では、前記一端部表面における前記第1部分が摺動した領域が、前記第2部分と接触することを特徴とする請求項1記載の電気機器装置。 - 前記付勢端子部には、
電池の一端部が、前記装着スペースの第1端子部材側にはまり込むと共に、当該電池の他端部が第2端子部材側で前記装着スペースからはみ出した第3状態にあるときに、当該電池の一端部に当接する凸部である第3部分が形成されていることを特徴とする請求項1記載の電気機器装置。 - 電池が装着される装着スペースを有する電池ケースを備え、前記電池ケースの装着スペースには、当該装着スペースに電池が装着された状態のときに当該電池の両端部に接続される第1及び第2端子部材が取り付けられ、
第1端子部材は、
当該装着スペースに装着される電池の端部を押圧する方向に付勢された付勢端子部を有し、
当該付勢端子部には、
電池の一端部が、前記装着スペースの第1端子部材側にはまり込むと共に、当該電池の他端部が第2端子部材側で前記装着スペースからはみ出した状態にあるときに、当該電池一端部に当接する凸部分と、
電池全体が前記装着スペースにはまり込んだ状態にあるときに、電池一端部に当接する凸部分とが形成されていることを特徴とする電気機器装置。 - 前記電池ケースの装着スペースは、凹部であって、当該凹部の深さは、
前記第1端子部材が取付けられている近傍の領域において、第2端子部材寄りの領域より、深いことを特徴とする請求項4記載の電気機器装置。
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