JP4936704B2 - パック電池 - Google Patents

Description

本発明は、電気機器とパック電池との着脱操作に用いる可動構造体の構造に関する。

パック電池は、電気機器に装着されて、電気機器の電源として利用され、電気機器との着脱を自在にできるように、着脱用の可動構造体を有する。
図８は、従来のパック電池の備える可動構造体を示す図である。図８（ａ）は、可動構造体２を備えるパック電池１の斜視図を示し、図８（ｂ）は、電気機器３に装着されている状態のパック電池１を示し、図８（ｃ）は、可動構造体２と電気機器３との係合部分の断面図を示し、図８（ｄ）は、可動構造体２の構造を示す。

可動構造体２は、弾性変形可能な材質からなり、電気機器との係合用の爪部２Ａと操作部２Ｂ、抑止用リブ２Ｃとから構成される。
上記構成では、操作部２Ｂを図８（ｄ）に示すＤ方向に操作することにより、図８（ｃ）に示す電気機器の凹部３Ａと爪部２Ａとの係合を解除し、簡易に電気機器３に装着されているパック電池１を電気機器３から取り外すことができる。

又、可動構造体２に図８（ｃ）に示す抑止用リブ２Ｃを設けることにより、可動構造体２が図８（ｄ）に示すＣ方向に過度に弾性変形されすぎないようにしている。
具体的には、可動構造体２がＣ方向に操作されると、抑止用リブＣがパック電池１のケース４の内周壁に当接して、可動構造体２のＣ方向への弾性変形を抑止する。
これにより、可動構造体２のＣ方向への弾性変形が弾性限界を超えて可動構造体２が破損するのを防止することができる。
実開平７−２９７４０号公報

しかしながら、上記従来技術においては、図８（ｄ）に示すＤ方向に対しては、何ら弾性変形を制限する措置がとられておらず、操作部２Ａを強く倒伏すると、可動構造体２が破損してしまうおそれがある。
又、可動構造体２における支点が１つであるため、電気機器との係合を解除するため、操作部２ＡがＤ方向に操作された場合、爪部２Ａは、支点を中心とする回転動作をして、係合部から上向きに移動するため、電気機器の凹部３Ａの高さ方向の幅に余裕がない場合には、スムーズにパック電池を取り外せない。

本発明は、上記の課題を解決するために、破損しにくく、電気機器との係合の解除をスムーズに行うことが可能な、着脱操作用の可動構造体を備えるパック電池を提供することを目的とする。

本発明は、電気機器側の被係合部と係脱する係合部を有し、係合部の被係合部への係脱操作により、電気機器に着脱されるパック電池であって、前記係合部は、前記パック電池の電池ケース内の電池占有空間以外の空間からケース壁面を貫通して出没自在な可動構造体における、突出方向側の外面に形成され、前記可動構造体における、没入方向側の外面には一対の弾性変形可能な脚部が一体連出され、前記各脚部の連出端周辺の一部は、前記電池ケース内の所定の板体に当接され、前記可動構造体と電気機器との係合解除は、前記各脚部を湾曲させるように、前記可動構造体を没入方向に移動させることにより、行われ、係合解除された前記可動構造体は、前記各脚部の湾曲により生ずる弾性力に対する板体からの反力により、突出方向に移動し、前記被係合部と係合可能な状態になり、前記各脚部は、前記板体と当接する部分に、曲面を有する凸部を有し、曲面を介して前記板体と当接されていることを特徴とする。
請求項２の本発明は、電気機器側の被係合部と係脱する係合部を有し、係合部の被係合部への係脱操作により、電気機器に着脱されるパック電池であって、前記係合部は、前記パック電池の電池ケース内の電池占有空間以外の空間からケース壁面を貫通して出没自在な可動構造体における、突出方向側の外面に形成され、前記可動構造体における、没入方向側の外面には一対の弾性変形可能な脚部が一体連出され、前記各脚部の連出端周辺の一部は、前記電池ケース内の所定の板体に当接され、前記可動構造体と電気機器との係合解除は、前記各脚部を湾曲させるように、前記可動構造体を没入方向に移動させることにより、行われ、係合解除された前記可動構造体は、前記各脚部の湾曲により生ずる弾性力に対する板体からの反力により、突出方向に移動し、前記被係合部と係合可能な状態になり、前記電池ケース内には、一対のガイド壁が、それぞれ、前記可動構造体の突出方向側の外面を挟んで対向するように立設され、少なくとも一方の前記ガイド壁の前記可動構造体側の面と、当該面と対向する前記可動構造体の外面の何れか一方の面には凸部が設けられ
、もう一方の面には、当該凸部との係合用の凹部が２箇所設けられ、両面は、当該凸部を介して当接し、当該凸部は、前記可動構造体が電気機器と係合されている状態で、一方の係合用の凹部と係合し、前記可動構造体と電気機器との係合が解除された状態で、もう一方の係合用の凹部と係合することを特徴とする。

本発明は、上記構成を備えることにより、可動構造体が強く押圧された場合においても、１対の脚部の湾曲により生ずる弾性力に対する板体からの反力により、過度に可動構造体が弾性変形して破損するのを有効に防止することができる。
又、可動構造体が１対の弾性変形可能な脚部を有し、両脚部が板体に当接されているので、可動構造体の移動方向をほぼ直線方向に制御することができ、可動構造体と電気機器との係合の解除をスムーズに行うことができる。

これにより、板体と両脚部との接触面積を少なくすることができるので、両脚部の湾曲又は湾曲により生じる弾性力により、可動構造体が板体上を摺動する際に生じる摩擦を小さくすることができ、可動構造体の移動に要する押圧を小さくすることができる。

これにより、可動構造体と電気機器との係合及び係合解除のタイミングに合わせて、可動構造体の外面とガイド壁面とに設けた凸部と凹部が係合されるので、ユーザは、凸部及び凹部の係合状態を通して、可動構造体と電気機器との着脱が完了したことを容易に確認することができる。
例えば、ユーザは、凸部と凹部の係合時に生じるかすかな音や、可動構造体を指で操作している時に、凸部と凹部と係合された場合に指に伝わる感覚の変化を介して、可動構造体と電気機器との着脱が完了したことを容易に確認することができる。

又、可動構造体と電気機器との係合及び係合解除のタイミングに合わせて、可動構造体の外面とガイド壁面とに設けた凸部と凹部が係合されて、可動構造体がロックされるので、ユーザは、可動構造体と電気機器との係合解除時に係合部の位置を保持するために可動構造体を押圧する必要がなく、容易にパック電池を電気機器から取り外すことができる。
ここで、前記パック電池は、前記電池ケースの天板と、天板と対向する前記可動構造体の外面とを連通する指かけ用の開口部を有することとしてもよい。

これにより、ユーザは、指かけ用の開口部に指をかけて、可動構造体を押圧することにより、パック電池を電気機器から容易に取り外すことができる。

＜構成＞
（パック電池の構成）
図２は、本実施の形態に係るパック電池１００の展開斜視図を示す。
図７は、パック電池１００が組み立てられた状態における、パック電池ケース内部の状態を示す図である。

以下、図２及び図７を参照して、パック電池１００の構成について詳述する。
パック電池１００は、下部ケース１０５と上部ケース１０８が、超音波溶着により連結されてなり、下部ケースには、可動構造体１０、一対のガイド壁１０４、隔壁１０７及び電池部１１０が収納されている。
（上部ケース１０８）
上部ケース１０８は、図２に示すように、箱型形状で、長方形状の開口部を有し、開口部の周縁を介して下部ケース１０５の長方形状の開口部の周縁と超音波溶着により連結される。

又、上部ケース１０８は、長方形状の開口部と対向する上面１０８１に指かけ用の円形状の開口部１０９を有し、開口部１０９は、パック電池１００の後述する可動構造体１０の指かけ用開口部１４と連通するように上面１０８１上に設けられる。
開口部１０９には、少なくとも開口部１４と連通させるための空間（開口部１４の大きさに相当する空間）と、当該空間を介して開口部１４に指をかけて、開口部１４を上部ケース１０８の長手方向に直線移動させるための余分の空間が確保される。
（下部ケース１０５）
下部ケース１０５は、図２に示すように、箱型形状で、基底部１０５２の周縁に立設された周壁１０５３の一短辺側に可動構造体１０の爪部１１を突出させるための、四角形状の切り欠き部１０５１を有し、周壁１０５３のもう一方の一短辺側に、電気機器３００（図３参照）と電気的に接続するためのコネクタ５０１（図３（ｃ）参照）を有する。
（可動構造体１０）
図１は、可動構造体１０の構造を示す図であり、図１（ａ）は、可動構造体１０の斜視図を示し、図１（ｂ）は、可動構造体１０を図１（ａ）に示す可動構造体１０の底面１７側から見た図を示し、図１（ｃ）は、可動構造体１０を図１（ａ）に示す可動構造体１０の後面２１側から見た図を示す。

可動構造体１０は、図１（ａ）に示すように、箱状形状であり、前面１２に爪部１１を形成する凸部を有し、上面１３に指かけ用の円形状の開口部１４を有し、前面１２に対向する後面における、側面１５で挟まれた両側に弾性変形可能な脚部１６を有し、両側面１５の一方に、後述するガイド壁１０４に設けられた凹部１０４１、１０４２との係合用の凸部１８を有する。

これにより、電気機器側にある爪部１１との係合用の凹部に、パック電池１００の爪部１１を差し込むことにより、パック電池１００の装着を行えるので、パック電池１００の電気機器への装着操作を容易にすることができる。
脚部１６は、図１（ａ）、図１（ｃ）に示すように後面２１における、側面１５に挟まれた両側から外側（側面１５側）に開脚するように、一体に連出され、外部からの押圧に応じて弾性変形して湾曲する。

又、脚部１６は、図１（ｂ）に示すように、先端部に曲面形状の凸部１９を有し、凸部１９を介して後述する隔壁１０７と当接する（図７参照）。
可動構造体１０は、図２、図７に示すように下部ケース１０５の、切り欠き部１０５１を有する一短辺側に、爪部１１を切り欠き部１０５１から突出させた状態で収納され、爪部１１が押圧されると、脚部１６が弾性変形して湾曲し、下部ケース１０５内方に没入し、押圧が解除されると、脚部１６の湾曲により生じる弾性力に対する隔壁１０７からの反力により、下部ケース１０５の外方に移動し、切り欠き部１０５１から爪部１１を突出させる。
（ガイド壁１０４）
下部ケース１０５には、図２に示すように１対の平板状のガイド壁１０４が立設される。具体的には、各ガイド壁１０４は、下部ケース１０５に収納された可動構造体１０の両側面１５の一方と近接に対向するように下部ケース１０５の基板１０５２上に立設される（図７参照）。

又、可動構造体１０の凸部１８を有する側面１５と対向する位置に立設されたガイド壁１０４は、側面１５と対向する側の主面に、凸部１８との係合用の凹部１０４１及び１０４２を有し、凸部１８を介して可動構造体１０と当接する(図５参照)。
（隔壁１０７）
下部ケース１０５には、図７に示すように可動構造体１０と電池部１１０を仕切る平板状の隔壁１０７が立設され、電池部１１０と対向する側の隔壁１０７の隔壁面上には、図示しないが、電池部１１０の二次電池（例えば、出力電圧が3.6Vのリチウムイオン電池）の正極及び負極端子を接続するリード板が配設されている。

一方、可動構造体１０側の隔壁１０７の隔壁面は、可動構造体１０の脚部１６に凸部１９を介して当接され、脚部１６は、弾性変形又は湾曲により生じる弾性力により、この隔壁面を摺動する。
（電池部１１０）
電池部１１０は、図２に示すように、複数本（図２の例では、４本）の二次電池１１０１と、各二次電池１１０１の正極及び負極端子を接続するリード板１１０２と、サーミスタなどからなる温度検出部１１０３と、図示しないが、過放電および過充電を防止する保護回路を備える。
＜使用例＞
（装着）
本実施の形態に係るパック電池１００は、電気機器の底面側に装着されて使用される。

図３は、パック電池１００の装着前と装着後の電気機器３００の底面側の状態を示す図である。
図３（ａ）は、装着前の斜視図を、図３（ｂ）は、装着後の斜視図をそれぞれ示し、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示すＡ−Ａ’線断面図を示す。
図３（ａ）に示すように、電気機器３００の底面は、パック電池１００を収納するための、開口部が長方形状の凹部３３を有し、凹部３３の長手方向の一端側には、パック電池１００の可動構造体１０の爪部１１との係合用の凹部３１が設けられ、凹部３３の長手方向のもう一方の一端側には、パック電池１００のコネクタ５０１と電気的に接続するためのコネクタ３２が設けられている。

パック電池１００は、図３（ｃ）に示すように、爪部１１を電気機器３００の凹部３１と係合させ、コネクタ５０１をコネクタ３２に連結させて、図３（ｂ）に示すように電気機器３００の底面側に装着され、これにより、パック電池１００から電気機器３００へ給電が行われる。
（取り外し）
図４は、電気機器３００に装着されたパック電池１００が電気機器３００から取り外される過程における、可動構造体１０の爪部１１及び開口部１４周辺のパック電池１００における外観状態の変化を示す。

図５は、当該過程におけるパック電池１００に収納されている可動構造体１０の状態の変化を、図４（ａ）のＢで示す部分（パック電池ケースの爪部１１の先端から隔壁１０７が立設されている位置までの範囲）におけるＣ−Ｃ’線断面図で示した部分断面図である。
以下、図４及び図５を参照しつつ、パック電池１００を電気機器３００から取り外す過程における可動構造体１０の収納状態の変化について説明する。

図４（ａ）及び図５（ａ）は、パック電池１００が電気機器３００に装着されている状態における、パック電池１００の外観状態及び部分断面図を示す。
両図に示すように、この状態では、可動構造体１０において、爪部１１は、パック電池ケース（上部ケース１０８と下部ケース１０５とを超音波溶着により連結したケース）から突出し、凸部１８は、ガイド壁１０４の凹部１０４１と係合し、開口部１４の中心は、パック電池ケースの長手方向において、開口部１０９の中心より、爪部１１を有する一端側にずれた位置に位置している。

次に、図４（ｂ）に示すように、電気機器３００に装着されたパック電池１００を取り外すために、開口部１０９を介して開口部１４に指がかけられ、可動構造体１０が矢印で示す方向に押下げられると、可動構造体１０において、図５（ｂ）に示すように、両脚部１６が弾性変形して湾曲し、隔壁１０７上を矢印に示す方向に摺動することにより、突出していた爪部１１の一部がパック電池ケースの内部に引き込まれ、凸部１８と凹部１０４１との係合が解除され、図４（ｂ）に示すように、開口部１４の中心は、パック電池ケースの長手方向において、図４（ａ）の状態における位置から開口部１０９の中心側に向かって移動する。

更に可動構造体１０が指で押下げられることにより、両脚部１６が図５（ｂ）の状態より更に弾性変形して湾曲し、隔壁１０７上を矢印に示す方向に摺動することにより、突出していた爪部１１の全部がパック電池ケースの内部に引き込まれ、凸部１８と凹部１０４２とが係合すると、図４（ｃ）に示すように、開口部１４の中心は、パック電池ケースの長手方向において、開口部１０９の中心から、爪部１１を有さない方の一端側にずれた位置に位置する。

このように、突出していた爪部１１が完全にパック電池ケース内に引き込まれた状態で、凸部１８が凹部１０４２と係合され、両脚部１６が弾性変形された状態でロックされるので、ユーザは、図４（ｃ）で示すように、開口部１０９に指をかけた状態で、パック電池１００を上方向に持ち上げることにより、容易にパック電池１００を電気機器３００から取り外すことができる。
＜補足＞
以上、本発明に係るパック電池１００について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限られないことは勿論である。

（１）本実施の形態においては、可動構造体１０の開口部１４及び開口部１４と連通する上部ケース１０８の開口部１０９を円形状（図１（ａ）参照）としたが、開口部１４、１０９の形状は、連通構造であれば、円形状に限らず、他の形状であってもよい。例えば、四角形であってもよいし、その他の多角形であっても良いが、指かけ時に指が開口部の周縁にフィットするように、開口部の一部又は全部を、丸みを帯びた形状とするのが好ましい。

例えば、開口部１４、１０９を図６（ａ）、（ｂ）に示すようにＵ字形状としてもよい。図６（ａ）は、開口部１４をＵ字形とした可動構造体２０の例を示し、図６（ｂ）は、開口部１０９をＵ字形状としたパック電池２００の例を示す。可動構造体２０、パック電池２００における開口部以外の構成は、可動構造体１０、パック電池１００と同じである。

（２）本実施の形態の可動構造体１０の材質としては、プラスチック（熱可塑性樹脂）を使用することができるが、弾性が強く、強度、耐疲労性に優れるポリアセタール（ポリオキシメチレン）を使用するのが好ましい。
これにより、可動構造体１０の弾性力、強度、耐摩耗性を高めることができるので、パック電池１００の電気機器３００への着脱動作に対する操作性及び耐久性を向上させることができる。

又、本実施の形態においては、可動構造体１０を中空の箱状形状としたが、可動構造体は、中空でなくてもよく、又、可動構造体の対向面に係合部と１対の弾性変形可能な脚部を有する構造であれば、箱状以外の他の形状であっても良い。
（３）本実施の形態では、パック電池１００側の係合部を凸部（爪部１１）電気機器３００側の係合部を凹部３１としたが、パック電池１００側の係合部を凹部、電気機器３００側の係合部を凸部としてもよい。

（４）本実施の形態では、可動構造体１０の側面１５に、ガイド壁１０４の凹部１０４１及び１０４２との係合用の凸部１８を設けたが、ガイド壁１０４側に凸部を設け、可動構造体１０の側面１５に当該凸部との係合用の凹部を２箇所設け、当該凸部を、可動構造体１０が電気機器３００と係合されている状態で側面１５の一方の凹部と係合させ、可動構造体１０と電気機器との係合が解除された状態で、側面１５のもう一方の凹部と係合させることとしてもよい。

（５）本実施の形態においては、可動構造体１０の脚部１６の、図５に示す水平方向の断面形状を曲線状としたが、脚部１６の形状は、上記断面形状が曲線状のものに限らず、直線状であってもよいし、多角形状に折れ曲がった形状であってもよい。
又、本実施の形態では、脚部１６は、後面２１の両側から連出することとしたが、両側に限らず、左右対称であれば、両側以外の位置から連出することとしてもよい。

（６）本実施の形態のパック電池１００、２００を装着する電気機器の例としては、例えば、携帯用プリンタ、液晶テレビなどの電気機器がある。
（７）本実施の形態では、脚部１６は、先端部に、隔壁１０７と当接する凸部１９を有することとしたが、先端部に限らず、その周辺に凸部１９を有することとしてもよい。

可動構造体１０の構造を示す図である。 本実施の形態に係るパック電池１００の展開斜視図を示す。 パック電池１００の装着前と装着後の電気機器３００の底面側の状態を示す図である。 電気機器３００に装着されたパック電池１００が電気機器３００から取り外される過程における、可動構造体１０の爪部１１及び開口部１４周辺のパック電池１００における外観状態の変化を示す図である。 電気機器３００に装着されたパック電池１００が電気機器３００から取り外される過程におけるパック電池１００に収納されている可動構造体１０の状態の変化を、図４（ａ）のＢで示す部分（パック電池ケースの爪部１１の先端から隔壁１０７が立設されている位置までの範囲）におけるＣ−Ｃ’線断面図で示した部分断面図である。 可動構造体及び上部ケースの開口部の変形例を示す図である。 パック電池１００が組み立てられた状態における、パック電池ケース内部の状態を示す図である。 従来のパック電池の備える可動構造体を示す図である。

符号の説明

２、１０、２０ 可動構造体
２Ａ、１１ 爪部
１、１００、２００ パック電池
２Ｂ 操作部
２Ｃ 抑止用リブ
３、３００ 電気機器
３Ａ、３１、３３、１０４１、１０４２ 凹部
１２ 前面
１３、１０８１ 上面
１４、１０９ 開口部
１５ 側面
１６ 脚部
１７ 底面
１８、１９ 凸部
２１ 後面
３２、５０１ コネクタ
１０４ ガイド壁
１０５ 下部ケース
１０７ 隔壁
１０８ 上部ケース
１１０ 電池部
１０８ ブレーク設定表記憶部
１０５１ 切り欠き部
１０５２ 基底部
１０５３ 周壁
１１０１ 二次電池
１１０２ リード板
１１０３ 温度検出部

Claims (4)

1. 電気機器側の被係合部と係脱する係合部を有し、係合部の被係合部への係脱操作により、電気機器に着脱されるパック電池であって、
   前記係合部は、前記パック電池の電池ケース内の電池占有空間以外の空間からケース壁面を貫通して出没自在な可動構造体における、突出方向側の外面に形成され、
   前記可動構造体における、没入方向側の外面には一対の弾性変形可能な脚部が一体連出され、
   前記各脚部の連出端周辺の一部は、前記電池ケース内の所定の板体に当接され、
   前記可動構造体と電気機器との係合解除は、前記各脚部を湾曲させるように、前記可動構造体を没入方向に移動させることにより、行われ、
   係合解除された前記可動構造体は、前記各脚部の湾曲により生ずる弾性力に対する板体からの反力により、突出方向に移動し、前記被係合部と係合可能な状態になり、
   前記各脚部は、前記板体と当接する部分に、曲面を有する凸部を有し、曲面を介して前記板体と当接されている
   ことを特徴とするパック電池。
2. 電気機器側の被係合部と係脱する係合部を有し、係合部の被係合部への係脱操作により、電気機器に着脱されるパック電池であって、
   前記係合部は、前記パック電池の電池ケース内の電池占有空間以外の空間からケース壁面を貫通して出没自在な可動構造体における、突出方向側の外面に形成され、
   前記可動構造体における、没入方向側の外面には一対の弾性変形可能な脚部が一体連出され、
   前記各脚部の連出端周辺の一部は、前記電池ケース内の所定の板体に当接され、
   前記可動構造体と電気機器との係合解除は、前記各脚部を湾曲させるように、前記可動構造体を没入方向に移動させることにより、行われ、
   係合解除された前記可動構造体は、前記各脚部の湾曲により生ずる弾性力に対する板体からの反力により、突出方向に移動し、前記被係合部と係合可能な状態になり、
   前記電池ケース内には、一対のガイド壁が、それぞれ、前記可動構造体の突出方向側の外面を挟んで対向するように立設され、
   少なくとも一方の前記ガイド壁の前記可動構造体側の面と、当該面と対向する前記可動
   構造体の外面の何れか一方の面には凸部が設けられ、もう一方の面には、当該凸部との係合用の凹部が２箇所設けられ、両面は、当該凸部を介して当接し、
   当該凸部は、前記可動構造体が電気機器と係合されている状態で、一方の係合用の凹部と係合し、前記可動構造体と電気機器との係合が解除された状態で、もう一方の係合用の凹部と係合する
   ことを特徴とするパック電池。
3. 前記電池ケース内には、一対のガイド壁が、それぞれ、前記可動構造体の突出方向側の外面を挟んで対向するように立設され、
   少なくとも一方の前記ガイド壁の前記可動構造体側の面と、当該面と対向する前記可動構造体の外面の何れか一方の面には凸部が設けられ、もう一方の面には、当該凸部との係合用の凹部が２箇所設けられ、両面は、当該凸部を介して当接し、
   当該凸部は、前記可動構造体が電気機器と係合されている状態で、一方の係合用の凹部と係合し、前記可動構造体と電気機器との係合が解除された状態で、もう一方の係合用の凹部と係合する
   ことを特徴とする請求項１に記載のパック電池。
4. 前記パック電池は、前記電池ケースの天板と、天板と対向する前記可動構造体の外面とを連通する指かけ用の開口部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパック電池。
   

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