JP5859565B2 - 複極電池給電装置及び複極電池給電装置を応用した懐中電灯 - Google Patents
複極電池給電装置及び複極電池給電装置を応用した懐中電灯 Download PDFInfo
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Description
本発明は、複極電池給電装置及び複極電池給電装置を応用した懐中電灯に関し、特に、懐中電灯構造を大幅に簡素化して懐中電灯の生産効率を高め、コントローラを懐中電灯の発光体から離し、発光体の動作により発生する高温によりコントローラが損壊することを防ぎ、懐中電灯の使用寿命を効果的に高める。
従来の電池構造は、主にケース及び電芯を含み、その一端は正電極であり、他端は負電極である。しかし、この構造設計によると、懐中電灯を使用する際、懐中電灯の筒身を導電電極又は懐中電灯の筒身上に導電片電極を増設しなければならない上、懐中電灯上に制御回路を設置して電池の電気供給をオン・オフしなければならない。
このように筒身を電極として用いるか、増設した導電片を電極として用い、懐中電灯に制御回路を設ける設計により懐中電灯の製造コストが増大し、懐中電灯の組み立てにかかる時間がかかって不便となり、懐中電灯の生産効率が下がる上、従来の懐中電灯は、制御回路が懐中電灯の前端に設置され、懐中電灯の前端に発光体が取り付けられると、発光体が作動する際、発光体が高熱を発生させ、この高熱により制御回路が性能に直接影響を与えたり損壊させたりし、懐中電灯の使用寿命を大幅に短縮させる。
本発明者は、従来の電池及び懐中電灯の構造設計に鑑み、実施上、上述の高い製造コスト、低生産効率及び短い使用寿命などの欠点が生じ、長年の関連分野の製造及び設計経験と知識、ならびに様々な工夫により、従来の電池及び懐中電灯の構造を研究改良することにより、本発明を案出した。
本発明は、複極電池給電装置及び複極電池給電装置を応用した懐中電灯に関し、その目的は、懐中電灯などの電子機器へ応用し、制御により電気の通電・遮断を制御し、プログラム制御による機能調整を実現する複極電池給電装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、懐中電灯の筒身を電極として用いることを省略したり電極片などを省略した構造により、懐中電灯の生産効率を高める複極電池給電装置を応用した懐中電灯を提供することにある。
本発明のさらにもう一つの目的は、発光体の作動による高温によりコントローラが損壊することを防ぎ、懐中電灯の使用寿命を高める複極電池給電装置を応用した懐中電灯を提供することにある。
本発明はこのように実現する：当該複極電池給電装置は、主にケース内に電芯を有し、電芯の正極、負極に対応したケースの両端に正極配線ユニット及び負極配線ユニットを有し、導電片群により正極配線ユニット及び負極配線ユニットと電気的に接続され、正極配線ユニットに対応したケースの箇所にコントローラが電気的に接続される。
本発明の複極電池給電装置を懐中電灯の筒身のチャンバ内へ取り付けると、当該複極電池給電装置のコントローラの信号スイッチが、懐中電灯の後端のテールカバーの軟性キャップに対応し、懐中電灯の前端の発光体から離れて取り付けられる。
これにより、複極電池給電装置を利用し、自ら電気供給をオン・オフすることができるため、懐中電灯の筒身を電極として用いたり、導電片を増設して電極として用いる必要がなく、懐中電灯に制御回路を設置し、電池の電気供給をオン・オフする設計により、懐中電灯の製造コストを大幅に下げ、懐中電灯の組み立てを簡素化し、懐中電灯の生産効率を大幅に高める。
また、複極電池給電装置のコントローラを懐中電灯の後端に取り付け、懐中電灯の前端の発光体から離れて取り付けられ、これにより、発光体の動作により発生する高熱エネルギによりコントローラの回路が損壊することを防ぎ、懐中電灯の使用寿命を効果的に高めることができる。
本発明の技術手段及びそれにより達成可能な効果をより完全かつ明白に開示するために、開示した図面及び符号と併せて本発明を以下詳説する。
まず、図１に示すように、本発明の複極電池給電装置及び複極電池給電装置を応用した懐中電灯は、複極電気給電装置がケース１、電芯２、導電片群３、正極配線ユニット４、負極配線ユニット５及びコントローラ６により構成される。
ケース１は、円筒状に形成され、中空部１１を有し、中空部１１の内壁のケース１の端部には、ストッパ縁１２が形成される。
電芯２は、ケース１の中空部１１内に収容され、電芯２の両端は、正極２１及び負極２２を有する。電芯２は、例えば、マンガン電池などの一次電池でもよいし、或いは充電可能なリチウムイオン電池などの二次電池でもよい。
導電片群３は、ケース１の中空部１１内に収納され、かつ電芯２の周側に位置し、正極導電片３１、導通片３２及び負極導電片３３をそれぞれ有し、正極導電片３１の一端と正極配線ユニット４の正極パッド４１とが電気的に接続され、正極導電片３１の他端と負極配線ユニット５の正極接触点５３とが電気的に接続され、導通片３２の一端と正極配線ユニット４の中負極板４５とが電気的に接続され、導通片３２の他端と負極配線ユニット５の前負極板５５とが電気的に接続され、負極導電片３３の一端と正極配線ユニット４の内負極板４３とが電気的に接続され、負極導電片３３の他端と負極配線ユニット５の負極保護板５２の負極出力端５２１とが電気的に接続される。
正極配線ユニット４は、図２を併せて参照すると分かるように、電芯２の正極２１に取り付けられ、電芯２の正極２１には、正極パッド４１、正極プラスチックベース４２、内負極板４３、正極ベース４４、中負極板４５及び外正極板４６が順次、外側に取り付けられ、正極パッド４１が電芯２の正極２１に貼着され、正極パッド４１と外正極板４６とが電気的に接続され、正極ベース４４、中負極板４５及び外正極板４６の中心に、互いに対応した貫通孔４４１，４５１，４６１が形成され、内負極板４３が正極ベース４４の貫通孔４４１に対応して配置され、正極ベース４４の端面上には内環溝４４２、外環溝４４３が形成され、中負極板４５及び外正極板４６の端ピン４５２，４６２が、正極ベース４４の内環溝４４２及び外環溝４４３内にそれぞれ接続され、中負極板４５と導電片群３の導通片３２とが端ピン４５２を介して電気的に接続され、外正極板４６と正極パッド４１とが端ピン４６２を介して電気的に接続され、正極ベース４４とケース１とが接続され、正極パッド４１、正極プラスチックベース４２及び内負極板４３がケース１内に固定される。
負極配線ユニット５は、図３を併せて参照すると分かるように、電芯２の負極２２に取り付けられ、電芯２の負極２２には、負極パッド５１、負極保護板５２、正極接触点５３、前ベース５４及び前負極板５５が順次、外側に取り付けられ、負極パッド５１と電芯２の負極２２とが電気的に接続され、負極パッド５１と負極保護板５２の負極入力端５２２とが電気的に接続され、負極保護板５２の負極出力端５２１と負極入力端５２２との間に、保護回路５２３が接続され（図４参照）、負極保護板５２の負極出力端５２１のオフ及びオンを実現し、正極接触点５３を負極保護板５２上へ貼着させ、正極接触点５３を前ベース５４に形成した中心孔５４１から延ばすか、前ベース５４上の中心孔５４１内に位置させ、前負極板５５を前ベース５４上へ取り付け、前ベース５４、負極保護板５２及び負極パッド５１と共にケース１内に固定させ、前ベース５４及びケース１の中空部１１の内壁に設けたストッパ縁１２を当接させる。
コントローラ６は、図５を併せて参照すると分かるように、ケース１の端部に取り付けられ、正極配線ユニット４と対応し、互いに嵌合した外正極ばね６１、中負極ばね６２及び内負極ばね６３を含み、外正極ばね６１、中負極ばね６２及び内負極ばね６３は、それぞれ正極配線ユニット４の外正極板４６、中負極板４５及び内負極板４３と電気的に接続され、外正極ばね６１、中負極ばね６２及び内負極ばね６３が底台６４の一端に取り付けられるとともに、底台６４の他端が回路基板６５に取り付けられ、回路基板６５が外正極ばね６１、中負極ばね６２及び内負極ばね６３と電気的に接続され、底台６４が信号スイッチ６６に取り付けられ、信号スイッチ６６と回路基板６５とを電気的に接続し、シングル・チップを有して回路基板６５と電気的に接続される。
このように使用実施する際、図１を併せて参照すると分かるように、コントローラ６の信号スイッチ６６を押圧し、回路基板６５に接続された外正極ばね６１、中負極ばね６２及び内負極ばね６３により正極配線ユニット４の外正極板４６、中負極板４５及び内負極板４３と、電気的に接続された導電片群３との間の回路が連通し、導電片群３の他端と電気的に接続された負極配線ユニット５の前負極板５５の回路が導通し、これにより、負極配線ユニット５の正極接触点５３と前負極板５５との箇所に電流が発生し、電子機器で使用する電気を供給するとともに、コントローラ６の信号スイッチ６６を操作し、回路基板６５に取り付けられたシングル・チップを介して電流の調整、オフ及びオンなどの処理を行う。
また、本発明の複極電池給電装置は、負極保護板５２上に設けた保護回路５２３を利用し、電芯２にショート、過充電などの異常な状態が発生したとき、負極保護板５２上の負極出力端５２１にオフ効果を発生させ、内負極板４３に電気供給又はオフの制御を実現させる。
さらに図６に示すように、複極電池給電装置を本発明の懐中電灯７の実施例に応用し、懐中電灯７は、筒身７１を含み、筒身７１には、本発明の複極電池給電装置をその中に設置するチャンバ７１１が形成され、筒身７１の前端には筒頭７２が螺設され、筒頭７２が集光カップ７３に取り付けられ、筒頭７２が集光カップ７３前方に設けた透光性プレート７４に位置し、前カバー７５が設けられ、筒頭７２の前端に取り付けて集光カップ７３、透光性プレート７４及び筒頭７２の組み合わせを固定し、集光カップ７３の中心には発光体７６が設けられ、筒頭７２の集光カップ７３と対をなす他側に導電ベース７７が取り付けられ、発光体７６と電気的に接続し、導電ベース７７上に正極ばね７７１及び負極ばね７７２を設け、正極ばね７７１が負極ばね７７２内に位置し、正極ばね７７１及び負極ばね７７２をそれぞれ筒身７１内の複極電池給電装置の負極配線ユニット５の正極接触点５３及び前負極板５５と電気的に接続させ、筒身７１の後端にテールカバー７８を取り付け、テールカバー７８の中央に中空部７８１を形成し、テールカバー７８の中空部７８１に防水のキャップ７９を取り付けて複極電池給電装置のコントローラ６の信号スイッチ６６に対応させ、コントローラ６の底台６４の周壁に雄ねじ部６４１を形成し、テールカバー７８の内壁の雌ねじ部７８２に螺着させ、これにより、使用する際、軟性キャップ７９を押圧するだけで、複極電池給電装置のコントローラ６の信号スイッチ６６がオンされ、コントローラ６の内負極ばね６３、中負極ばね６２及び正極配線ユニット４の内負極板４３と中負極板４５とが電気的に導通し、導電片群３により負極配線ユニット５の前負極板５５及び正極接触点５３に電流を出力し、負極配線ユニット５の正極接触点５３及び前負極板５５と電気的に接続された導電ベース７７の正極ばね７７１及び負極ばね７７２に電気を供給し、導電ベース７７に取り付けられた発光体７６から光線を発射させ、発光体７６から発射された光線が集光カップ７３により集光された後、その輝度を高め、透光性プレート７４から明るい光線を投射し、発光体７６の発射を停止させる場合、軟性キャップ７９を押圧すると、複極電池給電装置のコントローラ６の信号スイッチ６６がオンし、発光体７６の電源供給を遮断させることができる。このように、筒身７１を電極として用いたり、導電片を電極として用いたりすることを省略する設計により材料を節減して組み立てを便利に行う効果を得るとともに、本発明は、コントローラ６を懐中電灯７の後端に設けて懐中電灯７の前端から離して発光体７６を取り付けることにより、発光体７６の作動により発生される高熱エネルギによりコントローラ６の回路が損壊することを防ぎ、懐中電灯７の使用寿命を効果的に高めることができる。
上述の構造及び実施方式から分かるように、本発明は以下の長所を有する：
１．本発明は、懐中電灯に組み合わせる複極電池給電装置のコントローラを懐中電灯の後端に設け、懐中電灯の前端の発光体から離れて設けることにより、発光体の作動により発生する高熱エネルギによりコントローラの回路が損壊することを防ぎ、これにより、懐中電灯の使用寿命を効果的に高める。
２．本発明の複極電池給電装置は、自ら電気供給のオン・オフを行い、懐中電灯の筒身を電極として用いたり、増設した導電片を電極して用いたりせずに、懐中電灯上に設けた制御回路により電池の電気供給をオン・オフするため、懐中電灯の製造コストを大幅に減らし、懐中電灯の組み立てを簡素化し、懐中電灯の生産効率を大幅に高める。
以上を要約すると、本発明の実施例は、期待される効果を確実に達成し、開示した具体的な構造は、同種類の製品が見かけられない上、出願前に公開もされていないため、特許法の規定及び要求を完全に満たし、ここに法に基づき特許を出願致し、ご審査して頂き、特許権を付与して頂けると有り難く存じます。
１ ケース
１１ 中空部
１２ ストッパ縁
２ 電芯
２１ 正極
２２ 負極
３ 導電片群
３１ 正極導電片
３２ 導通片
３３ 負極導電片
４ 正極配線ユニット
４１ 正極パッド
４２ 正極プラスチックベース
４３ 内負極板
４４ 正極ベース
４４１ 貫通孔
４４２ 内環溝
４４３ 外環溝
４５ 中負極板
４５１ 貫通孔
４５２ 端ピン
４６ 外正極板
４６１ 貫通孔
４６２ 端ピン
５ 負極配線ユニット
５１ 負極パッド
５２ 負極保護板
５２１ 負極出力端
５２２ 負極入力端
５２３ 保護回路
５３ 正極接触点
５４ 前ベース
５４１ 中心孔
５５ 前負極板
６ コントローラ
６１ 外正極ばね
６２ 中負極ばね
６３ 内負極ばね
６４ 底台
６４１ 雄ねじ部
６５ 回路基板
６６ 信号スイッチ
７ 懐中電灯
７１ 筒身
７１１ チャンバ
７２ 筒頭
７３ 集光カップ
７４ 透光性プレート
７５ 前カバー
７６ 発光体
７７ 導電ベース
７７１ 正極ばね
７７２ 負極ばね
７８ テールカバー
７８１ 中空部
７８２ 雌ねじ部
７９ キャップ
１１ 中空部
１２ ストッパ縁
２ 電芯
２１ 正極
２２ 負極
３ 導電片群
３１ 正極導電片
３２ 導通片
３３ 負極導電片
４ 正極配線ユニット
４１ 正極パッド
４２ 正極プラスチックベース
４３ 内負極板
４４ 正極ベース
４４１ 貫通孔
４４２ 内環溝
４４３ 外環溝
４５ 中負極板
４５１ 貫通孔
４５２ 端ピン
４６ 外正極板
４６１ 貫通孔
４６２ 端ピン
５ 負極配線ユニット
５１ 負極パッド
５２ 負極保護板
５２１ 負極出力端
５２２ 負極入力端
５２３ 保護回路
５３ 正極接触点
５４ 前ベース
５４１ 中心孔
５５ 前負極板
６ コントローラ
６１ 外正極ばね
６２ 中負極ばね
６３ 内負極ばね
６４ 底台
６４１ 雄ねじ部
６５ 回路基板
６６ 信号スイッチ
７ 懐中電灯
７１ 筒身
７１１ チャンバ
７２ 筒頭
７３ 集光カップ
７４ 透光性プレート
７５ 前カバー
７６ 発光体
７７ 導電ベース
７７１ 正極ばね
７７２ 負極ばね
７８ テールカバー
７８１ 中空部
７８２ 雌ねじ部
７９ キャップ
Claims (5)
- 給電装置は、ケースを有し、前記ケースの中空部内は、電芯を有し、前記ケースの両端の電芯の正極、負極には、正極配線ユニット及び負極配線ユニットがそれぞれ取り付けられ、前記ケース内には、前記正極配線ユニット及び負極配線ユニットと電気的に接続された導電片群が設けられ、前記ケースの前記正極配線ユニット側の端部にコントローラが取り付けられ、前記コントローラと前記正極配線ユニットとが電気的に接続され、
前記正極配線ユニットは、前記電芯の正極より、順次、外側に取り付けられた正極パッド、内負極板、中負極板及び外正極板を含み、
前記正極パッドは、前記電芯の正極に取り付けられ、前記外正極板に電気的に接続され、
前記負極配線ユニットは、前記電芯の負極より、順次、外側に取り付けられた負極パッド、負極保護板、正極接触点及び前負極板を含み、
前記正極接触点は正極外部出力端子であり、
前記前負極板は負極外部出力端子であり、
前記負極保護板上には、保護回路が設けられ、前記保護回路は、前記負極保護板上の負極出力端と負極入力端との間に電気的に接続され、
前記負極パッドは、前記電芯の負極に電気的に接続されて設置され、その後、前記負極パッドは、前記負極保護板の負極入力端に電気的に接続され、
前記導電片群には、正極導電片、導通片及び負極導電片が設けられ、
前記正極導電片の一端と前記正極配線ユニットの正極パッドとが電気的に接続され、前記正極導電片の他端と負極配線ユニットの正極接触点とが電気的に接続され、
前記導通片の一端と前記正極配線ユニットの中負極板とが電気的に接続され、前記導通片の他端と前記負極配線ユニットの前負極板とが電気的に接続され、
前記負極導電片の一端と前記正極配線ユニットの内負極板とが電気的に接続され、前記負極導電片の他端と前記負極配線ユニットの負極保護板の負極出力端とが電気的に接続され、
前記コントローラは、互いに嵌合された外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねを含み、
前記外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねは、それぞれ前記正極配線ユニットの外正極板、中負極板及び内負極板と電気的に接続され、
前記外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねを取り付ける底台を有し、前記底台には回路基板が取り付けられ、前記回路基板が外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねと電気的に接続され、底台が信号スイッチに取り付けられ、前記信号スイッチと回路基板とが電気的に接続されることを特徴とする複極電池給電装置。 - 前記正極配線ユニットは、正極プラスチックベース及び正極ベースを含み、前記正極プラスチックベースが前記正極パッドと内負極板との間に取り付けられ、前記正極ベースが前記内負極板と中負極板との間に取り付けられ、前記正極ベース、中負極板及び外正極板の中心には、互いに対応した貫通孔が形成され、前記内負極板が、前記正極ベースの前記貫通孔に対応して配置され、前記正極ベースの端面には、内環溝、外環溝がさらに形成され、前記中負極板及び前記外正極板に形成した端ピンを前記正極ベースの内環溝及び外環溝中へ挿着させ、前記中負極板と前記導電片群の前記導電片とが前記端ピンを介して電気的に接続され、前記外正極板と前記正極パッドとが前記端ピンを介して電気的に接続され、前記正極ベースと前記ケースとを接続させ、前記正極パッド、正極プラスチックベース及び内負極板をケース内に固定し、前記負極配線ユニットに前ベースを設け、前記前負極板を前ベースへ取り付け、前記前ベースには、正極接触点を貫設させる中心孔が形成され、前記前ベース、負極保護板及び負極パッドをケース内に固定させることを特徴とする請求項１に記載の複極電池給電装置。
- 筒身を含み、前記筒身にチャンバが形成され、前記筒身の前端には筒頭が設けられ、前記筒頭の中心には発光体が設けられ、前記筒頭が導電ベースに取り付けられて発光体と電気的に接続され、筒身の後端にテールカバーが取り付けられ、テールカバーの中央に中空部が設けられた懐中電灯であって、
懐中電灯の筒身のチャンバ内に取り付けられ、ケースを含み、前記ケースの中空部内に電芯が設けられ、電芯の正極、負極に対応したケースの両端には、正極配線ユニット及び負極配線ユニットがそれぞれ取り付けられ、ケース内には、導電片群が設けられて正極配線ユニット及び負極配線ユニットと電気的に接続され、負極配線ユニットに正極接触点及び前負極板が設けられ、懐中電灯の導電ベースに設けられた正極ばねと正極接触点が電気的に接続され、懐中電灯の導電ベースに設けられた負極ばねと前負極板が電気的に接続され、ケースの正極配線ユニット側の端部にコントローラの底台が取り付けられ、底台に回路基板が取り付けられ、正極配線ユニットと電気的に接続され、底台に信号スイッチが取り付けられ、信号スイッチと回路基板とが電気的に接続され、前記信号スイッチと懐中電灯のテールカバーに設けられた中空部とが対応する複極電池給電装置と、を含み、
前記正極配線ユニットは、電芯の正極より、順次、外側に取り付けられた正極パッド、内負極板、中負極板及び外正極板を含み、
前記正極パッドは、前記電芯の正極に取り付けられ、前記外正極板に電気的に接続され、
前記負極配線ユニットは、電芯の負極より、順次、外側に取り付けられた負極パッド、負極保護板、正極接触点及び前負極板を含み、
前記負極保護板上には、保護回路が設けられ、前記保護回路は、前記負極保護板上の負極出力端と負極入力端との間に電気的に接続され、
前記負極パッドは、前記電芯の負極に電気的に接続されて設置され、その後、前記負極パッドは、前記負極保護板の負極入力端に電気的に接続され、
導電片群には、正極導電片、導通片及び負極導電片が設けられ、
正極導電片の一端と正極配線ユニットの正極パッドとが電気的に接続され、前記正極導電片の他端と負極配線ユニットの正極接触点とが電気的に接続され、
導通片の一端と正極配線ユニットの中負極板とが電気的に接続され、導通片の他端と負極配線ユニットの前負極板とが電気的に接続され、
負極導電片の一端と正極配線ユニットの内負極板とが電気的に接続され、負極導電片の他端と負極配線ユニットの負極保護板の負極出力端とが電気的に接続され、
前記コントローラは、互いに嵌合した外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねを含み、外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねは、それぞれ正極配線ユニットの外正極板、中負極板及び内負極板と電気的に接続され、前記外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねを取り付ける底台には回路基板が取り付けられ、前記回路基板が外正極ばね、中負極ばね及び内負極ばねと電気的に接続され、回路基板上にはシングル・チップが取り付けられていることを特徴とする複極電池給電装置を応用した懐中電灯。 - テールカバーの中空部を対応して覆う軟性キャップをさらに有することを特徴とする請求項３に記載の複極電池給電装置を応用した懐中電灯。
- 筒頭内に集光カップが取り付けられ、筒頭が集光カップの前方に取り付けられた透光性プレートに位置し、発光体は、集光カップの中心に位置し、筒頭の前端に前カバーが取り付けられて集光カップ及び透光性プレートを固定することを特徴とする請求項３に記載の複極電池給電装置を応用した懐中電灯。
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