JP6038515B2 - 電池収容装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電池が一列あたり複数個並べて収容される収容部に、各電池間を仕切る仕切り部及び中間電極が設けられている電池収容装置に関するものである。
単1〜単6形等の円筒状の電池(乾電池又は充電式電池)で動作する電子機器として、例えば携帯型マルチメータ、携帯型電力計等の測定装置や、テレビのリモートコントロール送信機(リモコン送信機)、デジタルカメラ等がある。これら電子機器には、電池を交換し易いように、例えば装置の背面や底面に、蓋で開閉可能な電池の収容部が設けられている。
このような電子機器を誤って落下させたり、ぶつけたりした場合、その衝撃で電池が収容部から飛び出してしまうという問題があった。特に電池が直列に並べられて収容されている場合、電極のばね性により複数の電池が列方向に付勢されているため、一層飛び出し易かった。
例えば特許文献1には、一列に並んで収容される各電池間に仕切り部(突起部)を設け、そこに中間電極を配置して、電池を一つずつ電極のばねで付勢することで、電池を飛び出し難くした電池収容器が記載されている。この電池収容器の中間電極は、負極用の円錐渦巻状のコイル電極と正極用の平面渦巻状の平面部とによって形成されている。同文献中に詳細な記載はないが、この中間電極は、1本の線材をコイル電極及び平面渦巻状の平面部に巻いて形成しているか、又は、コイル電極と平面渦巻状の平面部とを別部材で形成して、半田付けや電線等で接続しているものと解される。
特開2005−174628号公報
中間電極を1本の線材を巻いて形成する場合、形状が複雑になるので製造するために高度な技術が必要であり、中間電極のコストが高くなる。又、中間電極を2つの別部材で構成してそれらを半田付け等で接続する場合、形状が単純になるため中間電極のコストは安価になるが、接続のための人手が必要になり組み立てに時間が掛かる。
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、一列に並んだ各電池間に配置する中間電極を低コストなものにすることができ、さらに組み立てを短時間で簡便に行うことができる電池収容装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された電池収容装置は、電池が一列あたり複数個並べて収容される収容部に、各電池間を仕切る仕切り部が設けられており、該仕切り部に該電池間を直列接続するための中間電極が配置されている電池収容装置であって、該中間電極が、該電池の正極に接触する導電性の正極電極と、該電池の負極に接触する導電性の負極電極との2つで構成されており、この両電極が非接触状態で該仕切り部に保持されていて、該両電極の内の一方の電極が、収容した該電池に押されて変形する導電性の弾性体を有しており、この変形で該弾性体が他方の電極に接触することを特徴とする。
請求項2に記載された電池収容装置は、請求項1に記載されたものであり、前記弾性体が、収容された前記電池に押されて前記他方の電極を付勢することを特徴とする。
請求項3に記載された電池収容装置は、請求項1又は2に記載されたものであり、前記弾性体が、前記他方の電極に擦れて接触することを特徴とする。
請求項4に記載された電池収容装置は、請求項1から3のいずれかに記載されたものであり、前記弾性体が、前記仕切り部に対して一端部側が固定されていて、他端部側が前記他方の電極まで移動可能な板ばねであることを特徴とする。
請求項5に記載された電池収容装置は、請求項4に記載されたものであり、前記板ばね、及びその一端部側を前記仕切り部に対して固定するためのベース板が、同じ金属板によって一体的に形成されていることを特徴とする。
請求項6に記載された電池収容装置は、請求項1から5のいずれかに記載されたものであり、前記仕切り部が前記電池間を仕切る仕切り壁を有しており、前記両電極が該仕切り壁を挟んで該仕切り部に保持されていて、該仕切り壁には、変形した前記弾性体が通って前記他方の電極に接触するための貫通部が形成されていることを特徴とする。
請求項7に記載された電池収容装置は、請求項1から6のいずれかに記載されたものであり、前記両電極が、前記仕切り部に別個に形成された各々の溝に挿入されて、非接触状態で保持されていることを特徴とする。
請求項8に記載された電池収容装置は、請求項1から7のいずれかに記載されたものであり、前記両電極が、前記仕切り部に係止される抜け防止爪を有していることを特徴とする。
本発明の電池収容装置によれば、中間電極を正極電極と負極電極との2つの部材に分けたことで、各々の形状が単純な形状になるので、製造が容易になり安価なものになる。さらに正極電極及び負極電極が、電池に押された弾性体の変形で接触して電気的に導通することから、正極電極と負極電極とを例えば半田付けやコネクタ等で接続する必要がなく、短時間で簡便に組み立てることができる。
弾性体が電池に押されて他方の電極を付勢する場合、弾性体が他方の電極を強く押すため、正極電極と負極電極とが電気的に一層確実に接続する。
弾性体が他方の電極に擦れて接触する場合、酸化や汚れによる電極同士の接触不良を防止することができる。
弾性体が仕切り部に対して一端部側が固定されていて、他端部側が他方の電極まで移動可能な板ばねである場合、板ばねは構造的に簡便であるため、安価に製造することができる。
板ばね、及びそれを仕切り部に対して固定するためのベース板が、同じ金属板によって一体的に形成されている場合、板ばねは構造が簡便なのでベース板と一体化していても高度な製造技術を用いることなく製造できると共に、用いる部材数が最小限で済むので安価に製造することができる。
両電極が仕切り壁を挟んで保持されていている場合、両電極は電池に押されて互いに近づけ合う方向に力が掛かるが、両電極の間に仕切り壁があることで、所期の間隔を維持できる。仕切り壁に貫通部を設けることで、弾性体と他方の電極との接触が阻害されない。
両電極が、別個に形成された各々の溝に挿入されて保持されている場合、簡便に組み立てることができる。両電極が、仕切り部に係止される抜け防止爪を有する場合、各電極が仕切り部から脱落せず、振動等の衝撃があっても仕切り部による保持を維持することができる。
本発明を適用する電池収容装置の一例である携帯型マルチメータの背面図である。 図1中の鎖線枠で囲んだ部分の拡大図である。 正極電極7の(a)正面図、(b)側面図、(c)斜視図である。 負極電極8の(a)正面図、(b)側面図、(c)斜視図である。 図2中の仕切り部4のみを示す拡大図である。 図2中のA−A線断面図である。 図2中のB−B線断面図である。 図2中のC−C線断面図である。 図7に電池90aを収容する途中の状態を示す断面図である。 図9の状態の後に、電池90aを完全に収容した状態を示す断面図である。
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
本発明の電池収容装置の一例である携帯型マルチメータ1の背面図を図1に示す。このマルチメータ1は、一例として直方体の筐体2を有している。この筐体2の背面(図の観察面側)には、一例として単3形の4本の電池90a〜90d(以下、単に電池90ともいう)を収容するために略直方体の部屋状に窪ませた収容部3が、筐体2と一体的に樹脂で形成されている。収容部3は、一列あたり電池90を直列に2本並べて収容すると共に、その列を2列収容可能な形状に形成されている。同図では、電池90aと電池90bとが一列に並べられており、電池90cと電池90dとが一列に並べられている例を示している。
収容部3は、図示しない取り外し式の蓋によって、開口部が開閉されるようになっている。収容部3の一端部(図の下方)の近くに形成された切欠き孔71は、蓋に形成された爪を掛止するための孔であり、収容部3の他端部(図の上方)の近くに形成された螺子孔72は蓋を螺子止めするための孔である。
この収容部3は、正極電極11,13、負極電極12,14、仕切り部4、電池支持壁5、及び中間電極6a,6bを備えている。
正極電極11は、電池90aの正極に接触し、正極電極13は電池90cの正極に接触する凸部付の導電性の板である。負極電極12は、電池90bの負極に接触し、負極電極14は電池90dの負極に接触する板ばね付きの導電性の板である。正極電極11,13、及び負極電極12,14は従来の電池収容装置に使用されるものと同様のものであるので、詳細な説明は省略する。負極電極12と正極電極13とが、装置内部で電気的に接続されていて、電池90a〜90dが電気的に直列に接続されるようになっている。
仕切り部4は、一列に並べられる2本(複数本の一例)の電池90間を仕切り、中間電極6a,6bを保持するためのものである。仕切り部4は、収容部3と一体的に樹脂で形成されている。中間電極6aは、電池90a,90b間を電気的に直列接続し、中間電極6bは、電池90c,90d間を電気的に直列接続する。
電池支持壁5は、各電池90が列に対して横方向にずれないように電池90を支持するためものである。電池支持壁5は、一例として電池90と接する部分が電池90の円筒径と略同径の円弧状に形成されている。この電池支持壁5は、収容部3と一体的に樹脂により形成されている。
図1に鎖線枠で囲んだ部分の拡大図を、図2に示す。同図では、電池90を収容していない状態を示している。
同図に示すように、中間電極6a及び中間電極6bは、各々、正極電極7及び負極電極8の2つによって構成されている。同図に示すように、仕切り部4には、中間電極6aと中間電極6bとが互いに逆向きに取り付けられている。仕切り部4は、中間電極6aが取り付けられる部分と中間電極6bが取り付けられる部分とが、互いに逆向きに同様の構造になっている。そのため、以下では中間電極6aとそれを保持する仕切り部4の構造について説明し、中間電極6bに関する部分の説明は省略する。
正極電極7を図3に示す。図3(a)は正極電極7の正面図、図3(b)は正極電極7の側面図、図3(c)は正極電極7の斜視図である。この正極電極7は、本発明における他方の電極の例である。
正極電極7は、一例として黄銅板にニッケルメッキが施された導電性及びばね性を有する金属板で形成されている。正極電極7の外形形状は任意の形状に形成することができるが、同図では、正極電極7を正方形形状に形成した例を示している。平坦な板状の正極電極7には、凸部21、固定用隆起部22、抜け防止爪23、及び逆差し防止爪24が形成されている。
凸部21は、電池90の正極に接触し易くするために板状の正極電極7の中央部を正面側に隆起させたものである。固定用隆起部22は、正極電極7の左右両側を、円弧状に正面側に隆起させたものである。抜け防止爪23は、正極電極7の下側(図の下側)の左右両側に、上側が開くように背面側に切り起こしたものである。逆差し防止爪24は、正極電極7の下側を下方に延長するように突出させたものである。図3に示すように、正極電極7の凸部21よりも下方側は平坦面になっている。
正極電極7は、一例として、金属板を金型で打ち抜いたり曲げたり隆起させたりするプレス加工により製造する。このプレス加工時に、正極電極7の外形形状と共に、凸部21〜逆差し防止爪24も同時に形成する。正極電極7は、簡便な構造であるので、安価に製造することができる。
負極電極8を図4に示す。図4(a)は負極電極8の正面図、図4(b)は負極電極8の側面図、図4(c)は負極電極8の斜視図である。この負極電極8は、本発明における一方の電極の例である。
負極電極8は、一例として黄銅板にニッケルメッキが施された導電性及びばね性を有する金属板で形成されている。負極電極8は、そのベース板30に、板ばね31、固定用隆起部32、抜け防止爪33、及び切欠き部34が形成されている。
ベース板30は、仕切り部4に板ばね31を保持させるためのものであり、一例として外形が正極電極7と同じ程度の大きさの正方形形状に形成されている。ベース板31の正面側に位置するように、板ばね31が設けられている。板ばね31は、電池90の負極に接触する導電性の弾性体の一例であり、その一端側(図の上側)がベース板31の上部に固定されて固定端となっており、その他端側(図の下側)が自由端37となっていて板ばね31の変形で移動可能になっている。
この例では、板ばね31は、ベース板30の上部側に延長させた板材を、ベース板30の正面側に曲げることで、ベース板30と一体的に形成されている。この曲げ部分が円弧形状に曲げられていて、ベース板30に対して近づけるように板ばね31を押すと、押し返す付勢力を発生するように板ばね31が弾性変形する。
板ばね31は、平坦な板を正面側(電池90側)に向かって複数個所(図では2か所)、山折りに曲げた形状に形成されている。さらに、板ばね31は、その自由端37側が背面側に向かって円弧状に曲げられている。これにより、後述するように板ばね31が押されて変形したときに、自由端37がベース板30の背面側まで移動可能になっている。ベース板30には、板ばね31の変形で自由端37が移動したときに、ベース板30に当たらないように切り欠いた切欠き部34が形成されている。
固定用隆起部32は、ベース板30の左右両側を、円弧状に正面側に隆起させたものである。抜け防止爪33は、ベース板30の中央部を、上側が開くように背面側に切り起こしたものである。
負極電極8の製造は、一例として、最初に、板ばね31が曲げられていない状態の外形、つまりベース板30の上方に板ばね31になる部分が伸びている状態の外形を、金属板をプレス加工して成形する。このプレス加工時に、固定用隆起部32、抜け防止爪33及び切欠き部34も同時に形成する。次に、板ばね31を正面側に曲げて形成して、負極電極8が完成する。負極電極8は、一枚の金属板からできており、簡便な構造であるので安価に製造することができる。
次に、仕切り部4の構造について説明する。
中間電極6a、6bを取り付ける前の仕切り部4を図5に示す。図5は図2に対応している。
仕切り部4には、中間電極6a(6b)の保持部分に、電池90(図1参照)間を仕切る壁状の仕切り壁41、正極電極7を挿入するための溝51、切欠き部52、溝51の底部に孔開けされた貫通孔55、負極電極8を挿入するための溝61、切欠き部62が形成されている。
図6に、図2のA−A線断面図を示す。同図に示すように、仕切り部4の溝51は、正極電極7の固定用隆起部22を、ちょうど挟み込む溝幅、又は僅かに撓ませる程度の溝幅で形成されている。これにより、正極電極7が、溝51にしっかりと嵌り、がたつくことなく仕切り部4に確実に保持される。同様に、仕切り部4の溝61は、負極電極8の固定用隆起部32を、ちょうど挟み込む溝幅、又は僅かに撓ませる程度の溝幅で形成されている。これにより、負極電極8が、溝61にしっかりと嵌り、がたつくことなく仕切り部4に確実に保持される。このため、負極電極8の板ばね31の一端部(上部)が、仕切り部4に対して固定される。
仕切り壁41には、正極電極7の抜け防止爪23に対応する位置に、係止孔44が形成されている。このため、正極電極7を溝51から抜こうとしたときに、抜け防止爪23が係止孔44に係止されて、抜け止めされる。
図7に、図2のB−B線断面図を示す。仕切り壁41には、板ばね31の自由端37が移動したときに通る貫通部42が形成されている。貫通部42は、同図に示すような貫通孔で形成してもよいし、板ばね31の形状によっては仕切り壁41を切り欠いた切欠き形状で形成してもよい。
又、仕切り壁41には、負極電極8の抜け防止爪33に対応する位置に、係止孔43が形成されている。このため、負極電極8を溝61から抜こうとしたときに、抜け防止爪33が係止孔43に係止されて、抜け止めされる。
又、正極電極7の逆差し防止爪24に対応する溝51の底部に、貫通孔55が形成されている。負極電極8用の溝61には、貫通孔55は形成されていない。このため、正極電極7は、溝51の奥まで挿入でき、溝61の奥まで挿入できないので、逆差しが防止されている。
図8に、図2のC−C線断面図を示す。図8(a)は、正極電極7及び負極電極8を仕切り部4に取り付ける前の状態を示しており、図8(b)は、観察面側の正極電極7及び負極電極8を取り付けた後の状態を示している。図8には、すでに説明した仕切り壁41、貫通部42、係止孔43,44、溝51,61、貫通孔55の位置も示している。
同図に示すように、仕切り部4には、凸部21に対応する位置に切欠き部52が形成され、板ばね31に対応する位置に切欠き部62が形成されていて、凸部21及び板ばね31が電池90(図1参照)に接触できるようになっている。切欠き部52は正極電極7の大きさに合わせて小さく、切欠き部62は負極電極8の大きさに合わせて大きく、仕切り部4を切り欠いて形成されている。このため、同図(b)に示すように、負極電極8を、溝61の奥まで挿入することができる。一方、負極電極8を、正極電極7用の溝51に挿入しようとした場合、正極電極7用の切欠き部52は切欠き部62よりも小さいため、板ばね31が切欠き部52に当たり、負極電極8を奥まで挿入できない。このため、負極電極8の逆差しが防止されている。
このように、正極電極7を、溝51の奥まで挿入できるが溝61の奥まで挿入できず、負極電極8は溝61の奥まで挿入できるが溝51の奥まで挿入できないように、正極電極7及び負極電極8の取り付け部に対する形状を、互換性がないように異ならせて形成することが、逆差し防止の観点から好ましい。
正極電極7及び負極電極8は、図8に示すように、正しい向きであれば、仕切り部4に挿入するだけで、短時間に簡便に取り付けることができる。半田付け等の接続作業は不要である。
次に、電池90を収容部3に収容する際の負極電極8の動きについて説明する。
電池90aの収容前は、図7に示したように、正極電極7と負極電極8とが非接触状態になっている。図9に示すように、電池90aを収容部3に挿入していくと、板ばね31が電池90aの負極に当たって押され、正極電極7側に向かって変形する。この変形で板ばね31の自由端37が仕切り壁41の貫通部42を通って、正極電極7の背面27に接触する。この例では、同図に示すように、電池90aを収容部3に完全に収容する(押し込む)少し前に、自由端37が正極電極7の背面27に接触するように板ばね31の形状が形成されている。
図10に示すように、電池90aを収容部3に完全に押し込むと、板ばね31がさらに弾性変形して、板ばね31の自由端37が正極電極7の背面27に擦れながら図の下方向に動き、自由端37が背面27に強く押し付けられる。これにより、負極電極8が正極電極7に確実に接触して、電池90aと電池90bとが電気的に直列接続される。このように、弾性体である板ばね31は、電池90aが収容されたときに、正極電極7を付勢することが好ましい。なお、板ばね31は、電池90aも付勢するので、電池90aは収容部3から飛び出し難い。
板ばね31の自由端37と、正極電極7の背面27とは、接触により導通するため、酸化しにくい同種金属及び同種表面処理(例えば表面のニッケルメッキ処理)を用いて製造することが好ましい。前述したように、板ばね31の自由端37と正極電極7の背面27とが擦れながら接触するようにすると、仮に表面に酸化や汚れが生じていたとしていても、擦れることで酸化物等が除去されて導通が確実なものになる。表面処理や構造等の関係で、電極同士を擦れ合わせて接触させる必要がないときには、擦れることなく当てて接触するようにしてもよい。
電池90aを収容部3から取り出すと、負極電極8は図7に示す状態に戻り、正極電極7と負極電極8とが非接触状態になる。
このように、正極電極7及び負極電極8は、電池90aを収容部3に入れたときに接触して導通し、電池90aを入れないときには接触せず導通しない。このような構成であっても、中間電極6aとしては、電池90aを入れたとき、つまり装置を使用するときだけ導通すれば正常に使用できるので、問題なく使用することができる。本発明は、使用するときだけ正極電極7及び負極電極8を接触させるという斬新な構造にしたので、半田付けや電線等による接続が不要になり、さらに正極電極7や負極電極8が別部品であるので各々の形状を製造し易い簡便な形状にすることができる。
以上、本発明の電池収容装置の例として、マルチメータ1について説明したが、電池で動作する種々の電子機器に本発明を適用することができる。又、本発明は、単1〜単6形の乾電池を収容する装置に好ましく適用することができるが、例えばボタン型電池のように直列に配置される電池を収容する装置であれば適用可能である。
なお、負極電極8が弾性体を有する例を示したが、正極電極7及び負極電極8の少なくとも一方が弾性体を有していればよい。その場合、他の電極11〜14(図1参照)も中間電極6a,6bの弾性体に対応するように構成する。弾性体には、板ばねの他に、コイルばねなど公知の種々の弾性体を採用することができる。その際に、弾性体の形状を、変形したときに他の電極に接触するような形状にして使用する。
負極電極8として、ベース板30と板ばね31とを同じ金属板で一体的に形成した例について説明したが、別体で形成して、かしめ加工や溶接で互いを繋げてもよい。負極電極8を板ばね31部分だけで構成し、仕切り部4に板ばね31の一端を固定してもよい。
板ばね31の自由端37は円弧形状に曲げられており、正極電極7の背面27は平坦面なので、自由端37と背面27とは線接触する。自由端37の形状を背面に合わせた面に変えて、面接触するようにしてもよい。自由端37又は背面27にいくつかの突起を形成して、点接触するようにしてもよい。又は、正極電極7の背面27に、自由端がちょうど嵌る窪み部を形成してもよい。このように、接触する部分の形状は、導通が確実になるように適宜変更することができる。
正極電極7及び負極電極8がそれぞれ溝51及び溝61に挿入されて仕切り部4に保持される例について説明したが、組み立て性は悪くなるが例えば接着やねじ止めなどの他の固定方法で仕切り部4に固定してもよい。
正極電極7及び負極電極8に固定用隆起部22,32を設けずに、仕切り部4側に樹脂で形成した板ばね等を形成し、正極電極7及び負極電極8を保持する構成にしてもよい。
固定用隆起部22,32、抜け防止爪23,33の位置や形状、設ける数は適宜変更することができる。必要性に応じて、固定用隆起部22,32、抜け防止爪23,33は設けなくてもよい。固定用隆起部22,32を設けずに、仕切り部4の溝51,61の溝幅を、板部材20の板厚と同程度の幅に形成してもよい。又、逆差し防止爪24を正極電極7の下部の中心ではなく、中心よりも右側又は左側にずらすように非対称の位置に形成し、負極電極8にも同様に、非対称の位置に逆差し防止爪24を形成して、その逆差し防止爪24に対応させて溝51,61の底部に、貫通孔55を形成することで、逆差しを防止するようにしてもよい。
又、中間電極6a,6b以外の正極電極11,13や負極電極12,14に、正極電極7や負極電極8を使用してもよい。このように電極を共通化することで、一層低コスト化することができる。
1は携帯型マルチメータ、2は筐体、3は収容部、4は仕切り部、5は電池支持壁、6a・6bは中間電極、7は正極電極、8は負極電極、11・13は正極電極、12・14は負極電極、21は凸部、22は固定用隆起部、23は抜け防止爪、24は逆差し防止爪、27は正極電極7の背面、30はベース板、31は板ばね、32は固定用隆起部、33は抜け防止爪、34は切欠き部、37は自由端、41は仕切り壁、42は貫通部、43・44は係止孔、51は溝、52は切欠き部、55は貫通孔、61は溝、62は切欠き部、71は切欠き孔、72は螺子孔、90a・90b・90c・90dは電池である。

Claims (8)

  1. 電池が一列あたり複数個並べて収容される収容部に、各電池間を仕切る仕切り部が設けられており、該仕切り部に該電池間を直列接続するための中間電極が配置されている電池収容装置であって、
    該中間電極が、該電池の正極に接触する導電性の正極電極と、該電池の負極に接触する導電性の負極電極との2つで構成されており、この両電極が非接触状態で該仕切り部に保持されていて、
    該両電極の内の一方の電極が、収容した該電池に押されて変形する導電性の弾性体を有しており、この変形で該弾性体が他方の電極に接触することを特徴とする電池収容装置。
  2. 前記弾性体が、収容された前記電池に押されて前記他方の電極を付勢することを特徴とする請求項1に記載の電池収容装置。
  3. 前記弾性体が、前記他方の電極に擦れて接触することを特徴とする請求項1又は2に記載の電池収容装置。
  4. 前記弾性体が、前記仕切り部に対して一端部側が固定されていて、他端部側が前記他方の電極まで移動可能な板ばねであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電池収容装置。
  5. 前記板ばね、及びその一端部側を前記仕切り部に対して固定するためのベース板が、同じ金属板によって一体的に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の電池収容装置。
  6. 前記仕切り部が前記電池間を仕切る仕切り壁を有しており、前記両電極が該仕切り壁を挟んで該仕切り部に保持されていて、該仕切り壁には、変形した前記弾性体が通って前記他方の電極に接触するための貫通部が形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電池収容装置。
  7. 前記両電極が、前記仕切り部に別個に形成された各々の溝に挿入されて、非接触状態で保持されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電池収容装置。
  8. 前記両電極が、前記仕切り部に係止される抜け防止爪を有していることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の電池収容装置。
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