JP5284783B2 - 電池、及び該電池を衣類に取り付ける方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に着用可能な電子機器に係る。本発明は特に、電池、及び電池を衣類に対して取り付ける方法に係る。

電池は、多種の形状、電圧、及び電流容量において作られ得る。例えば、ひげそり器又は携帯用音楽プレーヤ等である望ましくは小型である携帯用電子機器は、薄型又は比較的小型のカスタム電池を利用し得る。しかし、カスタム電池は、一般的に、そのために設計された同一の装置において使用されるのみであり得、また電池と装置との間のカスタム接続を求める。

一般的な「ＡＡ（単三）」アルカリ電池等である標準電池は、所定の寸法及び円筒形状、並びに１．５ボルトの規定電圧を有する。非常に一般的には、標準電池は、特定の電子装置によって必要とされる電圧を与えるよう、直列に接続される必要がある。例えば、３つの電池は、電圧４．５ボルトを与えるよう直列に接続され得る。同様に、電池は、増大される電流を与えるよう並列に接続され得る。

標準電池に対して、蓄電池室（ｂａｔｔｅｒｙ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）は、電池を適所に保持するよう、また電池と電子装置との間において１つ又はそれより多い接続を与えるよう、使用され得る。しかしながら、かかる蓄電池室は、構成要素を加え、装置の容積を増大させる。

蓄電池室は、構成要素を追加してかさが膨らむため、着用可能な電子機器に対しては十分適切ではない。かさばる電子機器は、ファッションの観点から所望され得ず、あるいは衣料品の着用者に不快な結果をもたらし得る。上着又はスカートの中にかさばる電子機器を取り付けることは、不快感、切り傷、火傷、打撲、及び関連される怪我を着用者にもたらし得る。更には、かさばる物体を配置された衣料品の低減される可撓性に関連付けられる問題も存在する。一般的には、衣類の快適性、可撓性、及び適合性は、ユーザがかさばって重い又は不撓性の電子機器を加える際には常に劇的に低減する。

加えて、衣類上へと着用可能な電子機器に対する電池を取り付けることは、電池が洗濯等の際に頻繁に反復的な取付け及び取外しを必要とするため、また、素早く直観的且つ安全に電子機器に対して接続される必要があるため、困難である。また、衣料品において一体にされる電子装置又は回路と電池との間における電気的接続に関しては、操作上の問題がある。着用者が関与し得る広範囲の活動を前提として、雨又は汗は、電気的接続に浸透し得るか、あるいは入り得る。流体、蒸散、及び蒸気は、着用可能な電子機器の動作を妨害し得る。加えて、軽度の電気ショック又は電子装置の他の有害な特性から衣類の着用者を保護することは、懸案事項である。

したがって、着用可能な電子装置に対して適切である電池、及び電池を衣料品に対して安全に取り付ける方法は、必要とされる。また、特別に設計された蓄電池室を必要とすることなく直列又は並列のいずれかにおいて電池を直観的且つ容易に接続し得る電池システムは、必要とされる。

本発明は、前述の必要性に対処しそれを解決することを目的とする。望ましい実施例は、上述された要求を満たすよう電池又は一式の電池を衣類上へと取り付けるシステム及び方法を与える。

薄型電池は、磁性があり且つ電圧接続を有する端部を備えられる。磁気端部は、複数のかかる電池を並列又は直列に素早く直観的に接続し得る。着用可能な電子用途に対して、電池又は一式の電池は、磁気端部を利用して衣類上へと安全に取り付けられ得る。

本発明の前述及び更に他の目的及び利点は、以下の添付の図面と合わせて望ましい実施例の詳細の説明からより明らかとなる。

同様の参照符号が同様の要素を示す添付の図面は、本発明の望ましい実施例の典型的な態様を示す。かかる態様は、制限的ではなく例証として示される。

図面、特に図１−３は、本発明の望ましい一実施例に従った電池１００の斜視図である。電池１００は、比較的薄く、電池１００の幅及び長さは、電池１００の厚さの数倍である。図１中に示される通り、電池は、特定の厚さを有する薄いストリップの形状であり得る。あるいは、電池１００は、丸い端部、テイパされた端部、又は種々の厚さを有し得る。例えば、図９及び１０中に示される電池が参照される。望ましくは、電池は、完全には剛性でなく、少なくとも長手方向において何らかの可撓性を有する。

電池１００は、中央部１１０及び２つの端部１２０を有する。端部は、図１中に示される通り、電池１００の全幅にわたるか、あるいは幅の一部のみであり得る。一端１２０は、電池の正接続（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）１２１を有し、他端１２０は、電池の負接続１２２を有する。図１及び２中には示されていないが、正接続１２１及び負接続１２２は、端部１２０の上方及び下方表面から僅かに突出し得る。

各端部１２０は、磁気効果を与えるなんらかの磁気要素を有する。磁気要素は、端部１２０を有する材料にわたって分散される粒子の形状であり得、端部は、累積磁気効果を有する。あるいは、磁気要素は、封入材料（ｅｎｃａｓｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）内、又は図２及び３中に示される通り端部１２０の表面の下方に有される、個別薄型磁石（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｔｈｉｎ ｍａｇｎｅｔｓ）１２５であり得る。端部１２０の封入材料は、中央部１１０において利用される材料と同一であり得るか、同一であり得ない。

個別磁石１２５の場合、両極は、望ましくは、電池１００の２つの対向する上方及び下方表面上に存在する。図２及び３中に示される通り、各磁石１２５の正北（「Ｎ」）極は、端部１２０の上部上にあり得、負南（「Ｓ」）極は、端部１２０の下部上にある。あるいは、一方の端部１２０の磁石１２５の正北（「Ｎ」）極は、上部上にあり得、他方の端部の磁石１２５の負南（「Ｓ」）極は、端部１２０の下部上にある。磁石は、所望される通り電池間に強力且つ直観的な接続を与えるよう、以下に記載される通りに使用され得る。

図３中に示される通り、電池１００は更に、負接続１２２の上方表面及び正接続１２１の下方表面を覆う粘着絶縁テープ（ｓｅｌｆ−ａｄｈｅｓｉｖｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ ｔａｐｅ）３００を有し得る。粘着絶縁テープ３００は、電気的接続が形成されることを防ぐよう十分ではあるが、負電圧接続１２２の上方表面上の北（「Ｎ」）極又は正電圧接続１２１の下方表面上の南（「Ｓ」）極の磁気効果を無効にはしない。

図４は、単一の電池の電圧を倍加するよう第１の可能な配置において直列にされる図３中に示される２つの電池１００の接続を示す。一方の電池１２０−２は、裏返しにされ、負電圧接続の北（「Ｎ」）が下方にされて電池１２０−１の正電圧接続の南（「Ｓ」）極に対して引き付けられるようにする。しかしながら、電池１２０−２の負電圧接続１２２の上方表面上、並びに電池１２０−１の正電圧接続１２１の下方表面上における粘着絶縁テープは、かかる電圧接続間における電気的接続を与える一方、端部１２０の磁石は、依然として互いに対して引き付けられる。電池１２０−２の正電圧接続の北（「Ｎ」）極及び電池１２０−１の負電圧接続の南（「Ｓ」）極は、垂直方向に近接し、また互いに対して引き付けられる。しかしながら、かかる電圧接続間において粘着絶縁テープが無いため、電池は、直列に接続され、もたらされる電圧は、単一の電池の電圧の倍である。図５は、垂直方向に積み重ねられ、このようにして電池を各々交互に裏返すことによって直列に接続される５つの電池１００−１乃至１００−５の斜視図であり、結果として単一の電池の電圧の５倍の電圧を作る。

図６は、単一の電池の電圧の倍である電圧を与えるよう他の第２の配置において粘着絶縁テープを有さない２つの電池１００の接続を示す。この場合、電池１００−１の負電圧接続１２２は、電池１００−２の正電圧接続１２１の上方に位置付けられ、端部１２０の磁気効果により接続される。しかしながら、電池１００−２の負電圧接続１２２は、電池１００−１の正電圧接続１２１に対して垂直方向に近接しない。電池１００−１の正電圧接続１２１と電池１００−２の負電圧接続１２２との間においてもたらされる電圧差異は、単一の電池のそれの二倍である。図７は、単一の電池の電圧の４倍である電圧を与えるようこの第２の配置に従った４つの電池１００−１乃至１００−４の接続を示す。

電子機器が無線送信機を有する場合等である、更なる電流が所望される特定の用途においては、電池を並列に接続することが望ましくあり得る。かかる場合、２つ又はそれより多い電池１００は、図７中に示される第３の配置において垂直方向に積み重ねられ得る。電池は、電池を裏返して同一の垂直方向を維持する必要を有さず、必然的に並列に接続される。当然のことながら、電池がその電圧接続の一側を覆う粘着テープ３００を有する場合、テープは、並列接続を可能にするよう除去されるべきである。

着用可能な電子機器用途に対して、電池又は一式の電池は、衣類上へと安全に取り付けられ得るべきである。図９及び１０は、本発明の一実施例に従う電池を取り付ける方法を図示する。電池は、図１−３中に示され且つ上述された望ましい実施例に従った電池であり得るか、あるいは、電池の電圧接続を有する端部において磁気効果を有する他の電池であり得る。更なる一例は、図９及び１０中に示される電池９００である。電池９００には、負電圧接続１２２を有する端部において北（「Ｎ」）磁極と、正電圧接続１２１を有する端部において南（「Ｓ」）磁極とを有する単一の磁石がある。

衣類布地１０００の一部の表面上において、２つの導電繊維表面／接点１０１０及び１０２０は、衣類へと組み込まれる導電繊維トラック１０３０及び１０４０に対して夫々接続され、着用可能な電子装置に繋がる。図示されないが、衣類は、複数の布地の層を有し得、導電表面／接点１０１０及び１０２０は、上部布地層又は衣類の他の布地層上にあり得る。導電繊維は、本願中に参照として組み込まれる、米国特許第６，８１５，０６１号明細書中に記載される方途において実施され得る。

いずれにしても、対応する磁気ストリップ１０５０は、衣類の導電表面／接点１０１０及び１０２０の下方にある。磁気ストリップ１０５０の極性は、電池９００等である電池の端部において対応する磁極を引き付けるようにされる。磁気ストリップ１０５０は図９中に示されるが、２つの個別磁石は、導電表面／接点１０１０及び１０２０の一方の下方に各々あり得、同様の磁気効果を有する。電池及び衣類における磁極の特定の向きは、正電圧接続及び正導電表面／接点１０１０を有する電池の端部間において、また、負電圧接続及び負導電表面／接点１０２０を有する電池の端部間において、磁力を与える限りは、重要ではない。

配置は、衣類上への電池の安全且つ容易な取付けを可能にする。電池はまた、例えば選択又は交換の際に衣類から容易に取り外され得る。電池の取付けは、電池が適切な向きを有して位置付けられる場合に磁極は互いに反発し合うため、必ず安全且つ正確である。当然のことながら、電池、及び／又は、導電繊維表面／接点は、電池の適切な位置付けを示すよう「（＋）」及び「（−）」の印を付けられ得る。

本発明は、特定の望ましい実施例を特に参照して説明されてきた。前述された説明及び例が本発明の単なる例証であることは、理解されるべきである。多種の代替案及び修正は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく当業者によって考えられ得る。したがって、本発明は、添付の請求項の範囲内である全ての代替案、修正、及び変形を包含するよう意図される。

本発明の望ましい一実施例に従う電池の斜視図である。 図１中に示される電池の概略的断面図である。 粘着絶縁テープを有する図１中に示される電池の概略的断面図である。 第１の典型的な配置に従って直列にされる図３中に示される２つの電池の接続の側面図である。 第１の典型的な配置に従って直列にされる複数の電池の接続の斜視図である。 第２の典型的な配置に従う図１及び図２中に示される２つの電池の接続の側面図である。 第２の典型的な配置に従って直列にされる複数の電池の接続の斜視図である。 第３の典型的な配置に従って並列にされる２つの電池の接続の側面図である。 図１０中に示される衣類の一部上への電池の典型的な取付けの概略的断面図である。 衣類の一部上への電池の典型的な取付けの斜視図である。

Claims (18)

1. 薄型電池であって：
   中央部と；
   ２つの端部と；
   を有し、
   前記薄型電池の垂直方向に積み重ねられた配置を形成するよう垂直方向に隣接する位置に２つの前記薄型電池それぞれの少なくとも１つの端部を垂直に積み重ねることにより、前記薄型電池をさらなる前記薄型電池に直列または並列に電気的に接続するために、前記２つの端部の一方は、前記電池の上方表面上及び下方表面上のいずれでも露出される正接続部を有し、前記２つの端部の他方は、前記電池の上方表面上及び下方表面上のいずれでも露出される負接続部を有し、
   前記電気的な接続は追加的な電気的構成要素無しに直接行われ、
   前記端部の各々は、前記薄型電池と前記さらなる薄型電池を接続するために、前記電池の前記上方表面上又は前記下方表面上の一方上においてＮ極を有し、前記電池の前記上方表面上又は下方表面上の他方上においてＳ極を有する、磁気要素を含む、
   薄型電池。
2. 少なくとも可撓性を有する、薄いストリップの形状である、
   請求項１記載の薄型電池。
3. 各前記磁気要素は、前記端部にわたって分散される磁気粒子を有する、
   請求項１記載の薄型電池。
4. 前記端部における各前記磁気要素は、個別磁石を有する、
   請求項１記載の薄型電池。
5. 前記端部における各個別磁石は、前記端部における前記接続部を取り囲む、
   請求項４記載の薄型電池。
6. 各前記磁気要素は、前記電池の前記上方表面に向かって方向付けられるＮ極と、前記電池の前記下方表面に向かって方向付けられるＳ極とを有する、
   請求項１記載の薄型電池。
7. 前記負接続部の前記上方表面を覆う取外し可能な絶縁性接着剤と、前記正接続部の前記下方表面を覆う取外し可能な絶縁性接着剤とを有する、
   請求項６記載の薄型電池。
8. 少なくとも２つの電池を接続する方法であって：
   各々が請求項１に従って構成される２つの電池を与える段階と；
   前記２つの電池の各々の少なくとも一方の端部を垂直方向に近接する位置へと動かし、前記２つの電池の前記端部における前記磁気要素が、互いに対して磁気的に引き付けられ、且つ前記電池を互いに接触するようにさせ、前記２つの電池の前記端部上の接続部間に電気的接続を作る、段階と、
   を有する、
   方法。
9. 前記２つの電池は各々、前記２つの電池の前記少なくとも一方の端部上における前記接続部を覆う取外し可能な絶縁性接着剤を更に有し、
   前記２つの電池の前記少なくとも一方の端部を前記垂直方向に近接する位置へと動かす段階に先立って、前記取外し可能な絶縁性接着剤を除去する段階、を更に有する、
   請求項８記載の方法。
10. 前記２つの電池は各々、前記２つの電池の他方の端部上における前記接続部を覆う第２の取外し可能な絶縁性接着剤を有し、
    前記電池の両端部は、垂直方向に近接するよう動かされ、前記端部における前記磁気要素が、互いに対して磁気的に引き付けられ、且つ前記電池を接触させ、電気的接続が前記一方の端部において作られるが前記他方の端部においては前記電池を直列に接続するよう前記第２の取外し可能な取外し可能な絶縁性接着剤によって妨げられるようにする、
    請求項９記載の方法。
11. 負接続部を有する第１の電池の一方の端部のみは、前記電池を直列に接続するよう、正接続部を有する前記第１の電池の前記端部が負接続部を有する第２の電池の前記端部に対して垂直方向に近接することなく、正接続部を有する前記第２の電池の端部と垂直方向に近接する位置へと動かされる、
    請求項８記載の方法。
12. 正接続部を有する第３の電池の少なくとも端部は、前記第１、第２、及び第３の電池を直列に接続するよう負接続部を有する前記第２の電池の前記端部に垂直方向に近接する位置まで動かされる、
    請求項１１記載の方法。
13. 請求項１に記載の薄型電池を取り付け可能な衣類であって：
    少なくとも一層の布地と；
    前記布地の層上における第１及び第２の導電接点表面と；
    前記第１及び第２の導電接点表面に対して夫々接続され、着用可能な電子装置に繋がる第１及び第２の導電繊維トラックと；
    前記第１及び第２の導電接点表面の表面下における少なくとも１つの磁気要素と、
    を有し、
    前記磁気要素は、前記第１の導電接点表面の位置において第１の極性の磁極と、前記第２の導電接点表面の位置において第２の極性の磁極とを与え、前記表面下における磁気要素は前記電池の前記磁気要素を引き付けるようにされる、
    衣類。
14. 前記衣類の前記磁気要素は、単一の薄い磁気ストリップである、
    請求項１３記載の衣類。
15. 前記衣類の前記磁気要素は、２つの磁石を有する、
    請求項１３記載の衣類。
16. 請求項１に記載の薄型電池を請求項１３に記載の衣類に対して取り付ける方法であって：
    前記電池の前記２つの端部が前記第１及び第２の導電接点表面に近接するように、前記電池を動かす段階、を有し、
    前記電池の前記磁気要素と、前記衣類上の前記磁気要素との間の磁力は、前記電池の前記一方及び前記他方の端部の前記接続部を前記衣類上の前記第１及び前記第２の導電接点表面と接触させる、
    方法。
17. 前記電池の前記一方の端部の前記接続部における前記磁気要素の前記極性は、前記電池の前記他方の端部の前記接続部における前記磁気要素の前記極性に対向し、また前記衣類の前記第１の導電接点表面における前記磁気要素の前記極性は、前記第２の導電接点表面における前記磁気要素の前記極性に対して対向し、前記電池が適切な極性を有する前記衣類に対してのみ取り付けられ得るようにする、
    請求項１６記載の方法。
18. 複数の電池は、前記電池の端部において前記磁気要素を活用して、垂直方向に積み重ねられる配置において互いに対して接続され、前記複数の電池は、前記第１及び第２の導電接点表面を介して前記衣類に対して接続される、
    請求項１６記載の方法。

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