JP3819812B2 - 電池を装着するスペースを備えた電気機器装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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