JP7122874B2 - 電池ユニット及び電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池ユニット及びこれを備える電子装置に関し、特に、電池ユニットを電子装置に搭載するためにコネクタを嵌合して保持する構造に関する。

近年、各種携帯端末をはじめとする携帯用電子機器の小型化及び軽量化が進展している。この小型化及び軽量化への要求に対応するために、搭載される半導体素子や電子コンポーネント等の個々の部品の小型化が推進されている。それに伴い、それらの部品の小型化に見合った高密度実装を実現するために、搭載される部品間の余剰空間は極小化されている。

又、携帯用電子機器には、その電子機器を一定時間動作させることが可能な電池ユニットが搭載され、それは電子機器とコネクタを介して電気的に接続されている。そして、電池ユニットは、このような電子機器に搭載される部品の中では、重量が重い部類に属しており、コネクタを介した電子機器との電気的な接続を保持しながら、その重量を支持するためには、十分な機械的な強度を有する支持構造が必須となる。

しかし、十分な機械的な強度を有する電池ユニットの支持構造を、例えば、螺子による固定構造で構成しようとすると、電池ユニットの周辺で、その固定構造を設置するための領域を占有することが必要となる。特に、コネクタの近傍では、コネクタの安定した電気的な接触を保持しながら、重量物である電池ユニットを支持することが求められるため、その周辺で複数個所の固定構造の設置が必須となる。このように、特定の位置に固定構造を設置することが必須となることは、部品間の余剰空間を極小化することにより小型化しようとする電子機器の実装技術と相反し、その小型化の障害となる。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電池ユニットを電子機器に搭載するための支持構造の占有領域を極小化し、且つ十分な機械的強度をもって電子機器に支持される電池ユニット、及びこれを備える電子装置を提供することにある。

本発明の第１の態様の電池ユニットは、装置本体と当該装置本体を覆う蓋部とで形成される収納部に収納される電池ユニットであって、電池本体と、電池本体を取り囲む電池ケースと、電池ケースに設置された可撓部と、可撓部が設置された位置に対して、電池本体を挟んで対向する位置に設置された第１の接続部と、を備え、第１の接続部は、収納部に設置された第２の接続部に接続されるとともに、可撓部が蓋部と接する。

本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様において、可撓部は弾性を有し、蓋部が装置本体を覆って収納部を形成するときに、蓋部が可撓部を押下し、押下された可撓部が、その弾性をもって電池ケース及び電池本体を蓋部と第２の接続部との間に挟持する電池ユニットである。

本発明の第３の態様によれば、上記第１の態様又は上記第２の態様において、可撓部は電池ケースの一部分を構成する。

本発明の第４の態様によれば、上記第１の態様乃至上記第３の態様のいずれか一つの態様において、電池ケースは、可撓部が設置された位置とは異なる位置に、電池ケースを収納部に支持する支持部を更に有する。

本発明の第５の態様によれば、上記第１の態様乃至上記第４の態様のいずれか一つの態様において、電池ケースに収納された制御基板及び制御基板支持部を更に備え、制御基板は、制御基板支持部を介して電池ケースに支持され、第１の接続部は、制御基板に固定され、電池ケースの開口部から外側に突出する。

本発明の第６の態様によれば、上記第５の態様において、電池ケースの内面に設置された基板押圧部を更に備え、可撓部がその弾性をもって電池本体及び電池ケースを押圧すると、押圧された電池ケースが制御基板押圧部を介して制御基板を押圧し、押圧された制御基板は第１の接続部を第２の接続部へ押圧する。

本発明の第７の態様によれば、上記第６の態様において、電池ケースの制御基板押圧部が設置された部分は、電池ケースが制御基板押圧部を押圧する方向に向かって凸形状である。

本発明の第８の態様によれば、上記第１の態様乃至上記第７の態様のいずれかひとつの態様において、第１の接続部及び第２の接続部はいずれもコネクタからなり、電池ユニットは、それらのコネクタを嵌合保持することにより収納部に収納される。

本発明の第９の態様の電子装置によれば、装置本体と当該装置本体を覆う蓋部とで形成される収納部に収納される電池ユニットであって、電池本体と、電池本体を取り囲む電池ケースと、電池ケースに設置された可撓部と、可撓部が設置された位置に対して、電池本体を挟んで対向する位置に設置された第１の接続部と、を備え、可撓部が蓋部と接する、電池ユニットと、収納部に収納されるマザー基板、マザー基板支持部、及び第２の接続部を有し、マザー基板は、マザー基板支持部を介して装置本体に支持され、第２の接続部はマザー基板に設置され、電池ユニットの第１の接続部を、第２の接続部に接続することにより、電池ユニットをマザー基板に搭載する。

本発明の電池ユニットによれば、電池ユニットの底部に設置された、例えばコネクタからなる第１の接続部と、電子機器のコネクタと、を篏合することにより電子機器と電気的に接続している。このコネクタと電池本体を挟んで反対側に設置された可撓部を、電子機器の筐体で押圧することにより、嵌合したコネクタを押圧して保持するとともに、筐体とコネクタ部分で電池ユニットの重量を挟持することができる。

このことにより、電池ユニットを電子機器に搭載するための支持構造が占有する面積を極小化し、且つ十分な機械的強度をもって電子機器に支持される電池ユニット、及びこれを備える電子装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の電池ユニットを搭載した電子装置の分解斜視図。 本発明の一実施形態の電池ユニットを搭載した電子装置の蓋部取付前の斜視図。 本発明の一実施形態の電池ユニットの部分斜視図。 一実施形態の図２の線分Ａ－Ａ´の蓋部取付前の断面図。 一実施形態の図２の線分Ａ－Ａ´の蓋部取付後の断面図。 一実施形態の変型例の図２の線分Ａ－Ａ´の蓋部取付後の断面図。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態の電池ユニットを搭載した電子装置の分解斜視図であり、図２には、その電子装置の蓋部３を省略した斜視図が記載されている。

装置本体２は、長方形からなる底面と、その底面の各辺に沿って、当該底面と直交する４つの側面を有し、その上部が、底面とほぼ同一の形状で開口している筐体である。蓋部３は、その装置本体２の底面と同一の形状からなる長方形部分を有し、その長方形部分で装置本体２の開口部を覆って、その内部に直方体形状からなる収納部４を形成する。

収納部４には、マザー基板５、及び、その底面に第１の接続部６（図４Ａ参照）が形成された電池ユニット７が収納される。このマザー基板５は、例えば螺子により、装置本体２に固定され、その上面には電池ユニット７と電気的に接続するための第２の接続部８が設置されている。

電池ユニット７は、その底面の第１の接続部６を、第２の接続部８に嵌合して、マザー基板５上に搭載される。

図３には、電池ユニット７の一部を斜視した外観を示す。電池ユニット７は、電池本体１３（図４Ａ参照）の周囲を囲んでいる電池ケース１０を備え、その上面には、弾性を有する可撓部９が設置されている。そして、可撓部９が設置された位置に対して、第１の接続部６が、電池本体１３を挟んで互いに対向する位置に設置されている。

なお、電池ユニット７は、蓋部３が装置本体２の開口部を覆って、その内部に収納部４を形成するときに、可撓部９と蓋部３とが接触するように収納されている。又、電池ケース１０には、電池ユニット７を支持する強度を高めるために、第１の接続部６とは異なる位置に、マザー基板５に固定するための支持部１２が設置されていてもよい。

図４Ａは、図２の線分Ａ－Ａ´部分の断面図である。電池ユニット７は、電池本体１３の上面部、側面部及び底面部を覆う電池ケース１０で取り囲まれている。又、電池ケース１０は、傾斜した形状で電池本体１３の上面部から外側へ突出する可撓部９を有している。

電池ケース１０は、例えば樹脂を成形したものでもよい。なお、可撓部９は、例えば樹脂ばねで形成され、図４Ａに示されたように、電池ケース１０の一部分を構成してもよく、電池ケース１０と一体成型されたものでもよい。

又、可撓部９は、板ばねやコイルばねなどの金属材料からなる弾性体、並びにゴムからなる弾性体であってもよく、電池ケース１０上に別途設置することができる。なお、可撓部９は、樹脂からなる弾性体、金属からなる弾性体、及びゴムからなる弾性体のいずれか一つで構成してもよいし、あるいは、それらの内の複数を組み合わせて構成してもよい。

更に、電池ユニット７は、電池ケース１０に収納された、制御基板１１及び制御基板支持部１５を更に備えてもよい。制御基板１１は、制御基板支持部１５を介して電池ケース１０に固定されていてもよい。電池本体１３は制御基板１１上に搭載されており、制御基板１１には、電池ユニット７の動作を制御するための種々の電子部品が搭載されていてもよい。

第１の接続部６は、制御基板１１に固定されており、電池ケース１０の底面に設置された開口部１７を通って、電池ケース１０の外側に突出している。その突出した部分が、マザー基板５に設置された第２の接続部８と嵌合され、電池ユニット７をマザー基板５で支持すると共に、制御基板１１とマザー基板５とを電気的に接続している。なお、マザー基板５は、マザー基板支持部１６を介して装置本体２に固定されている。

図４Ｂは、図４Ａに示された図２の線分Ａ－Ａ´部分の断面図に加えて、更に、装置本体２を覆う蓋部３が設置されたときの断面図を示す。蓋部３が装置本体２の上部の開口を覆って閉じることにより、蓋部３及び装置本体２に囲まれた収納部４が形成される。このとき、蓋部３が可撓部９に接触し、更に、可撓部９が所定の位置まで押下されるように、可撓部９を収納部４から外側へ突出させて、電池ユニット７を設置しておく必要がある。

可撓部９は押下されることにより、その弾性をもって電池本体１３を押圧する。ここで、押圧された電池本体１３は、制御基板１１を押圧する。そして、制御基板１１は、押圧された応力によって、第２の接続部８に嵌合された第１の接続部６を押圧して保持する。

例えば、第１の接続部６及び第２の接続部８をコネクタにより構成すると、コネクタ同士を挿入して嵌合し、この嵌合された部分を、更に押圧して保持できる。このため、当該コネクタは、制御基板１１をマザー基板５に電気的に接続するだけではなく、電池ユニット７の重量を、蓋部３と第２の接続部８との間で挟持して支えることができる。このことにより、上記コネクタの近傍では、電池ユニット７の重量を支持するための支持構造が不要となる。

加えて、上記コネクタは押圧されて保持されるので、一般的なコネクタにように、抜け落ちを防止して保持固定するための、例えば、ストッパ構造が不要である。従って、電池ユニット７を設置した状態でコネクタのストッパ構造を操作する必要がないため、コネクタは、電池ユニット７とマザー基板５との間で完全に覆い隠される構造としてもよい。

このように、本発明の一実施形態の電池ユニットによれば、電池ユニット７の周囲に、その重量を支持することだけを目的とした構造物の設置が不要であるから、電池ユニット７とその周囲に設置される部品との間の余剰空間を極小化することができる。それ故、この電池ユニット７は、高密度実装により小型化される電子機器への搭載用として、好適である。

図４Ｃは、図４Ｂに示された図２の線分Ａ－Ａ´部分の断面図の変型例を示す。この変型例では、可撓部９上に、弾性体からなる更なる可撓部１８が設置され、又、電池ケース１０の内面には制御基板押圧部１４が設置され、この制御基板押圧部１４は制御基板１１に接している。

更なる可撓部１８が付加されたため、蓋部３が装置本体２の上部の開口を覆って閉じるときに、蓋部３が、まず更なる可撓部１８に接触する。そして、蓋部３が更なる可撓部１８を引き続き押下し、可撓部９の全体を電池本体１３に押し付け、電池本体１３を押圧する。このとき、更なる可撓部１８の弾性により、電池ケース１０の端部に接した可撓部９の先端部が、電池ケース１０自体を押圧する。

ここで、制御基板押圧部１４は制御基板１１に接しているから、可撓部９の先端が電池ケース１０の端部を押圧すると、押圧された電池ケース１０は、その応力を、制御基板押圧部１４を介して制御基板１１に伝達する。そして、制御基板１１は第２の接続部８に嵌合された第１の接続部６を押圧して保持する。

なお、電池ケース１０の制御基板押圧部１４が形成された部分は、制御基板押圧部１４を押圧する方向に向かって凸形状であってもよい。この凸形状により、電池ケース１０の応力による変形を軽減し、応力を効率よく制御基板１１に伝達する。

１ 電子装置
２ 装置本体
３ 蓋部
４ 収納部
５ マザー基板
６ 第１の接続部
７ 電池ユニット
８ 第２の接続部
９ 可撓部
１０ 電池ケース
１１ 制御基板
１２ 支持部
１３ 電池本体
１４ 制御基板押圧部
１５ 制御基板支持部
１６ マザー基板支持部
１７ 開口部
１８ 更なる可撓部

Claims (8)

1. 装置本体と当該装置本体を覆う蓋部とで形成される収納部に収納される電池ユニットであって、
   電池本体と、
   前記電池本体を取り囲む電池ケースと、
   前記電池ケースに設置された可撓部と、
   前記可撓部が設置された位置に対して、前記電池本体を挟んで対向する位置に設置された第１の接続部と、を備え、
   前記第１の接続部は、前記収納部に設置された第２の接続部に接続されるとともに、前記可撓部が前記蓋部と接しており、
   前記電池ケースに収納された制御基板及び制御基板支持部を更に備え、
   前記制御基板は、前記制御基板支持部を介して前記電池ケースに支持され、
   前記第１の接続部は、前記制御基板に固定され、前記電池ケースの開口部から外側に突出する、電池ユニット。
2. 前記可撓部は弾性を有し、前記蓋部が前記装置本体を覆って前記収納部を形成するときに、前記蓋部が前記可撓部を押下し、押下された前記可撓部が、その弾性をもって前記電池ケース及び前記電池本体を前記蓋部と前記第２の接続部との間に挟持する、請求項１に記載の電池ユニット。
3. 前記可撓部は前記電池ケースの一部分を構成する、請求項１又は２に記載の電池ユニット。
4. 前記電池ケースは、前記可撓部が設置された位置とは異なる位置に、前記電池ケースを前記収納部に支持する支持部を更に有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池ユニット。
5. 前記電池ケースの内面に設置された制御基板押圧部を更に備え、
   前記可撓部がその弾性をもって前記電池本体及び前記電池ケースを押圧すると、押圧された前記電池ケースが前記制御基板押圧部を介して前記制御基板を押圧し、押圧された前記制御基板は前記第１の接続部を前記第２の接続部へ押圧する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池ユニット。
6. 前記電池ケースの前記制御基板押圧部が設置された部分は、前記電池ケースが前記制御基板押圧部を押圧する方向に向かって凸形状である、請求項５に記載の電池ユニット。
7. 前記第１の接続部及び前記第２の接続部はいずれもコネクタからなり、前記電池ユニットは、それらのコネクタを嵌合して保持することにより前記収納部に収納される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電池ユニット。
8. 装置本体と当該装置本体を覆う蓋部とで形成される収納部に収納される電池ユニットであって、電池本体と、前記電池本体を取り囲む電池ケースと、前記電池ケースに設置された可撓部と、前記可撓部が設置された位置に対して、前記電池本体を挟んで対向する位置に設置された第１の接続部と、を備え、前記可撓部が前記蓋部と接する、電池ユニットと、
   前記収納部に収納されるマザー基板、マザー基板支持部、及び第２の接続部を有し、
   前記マザー基板は、前記マザー基板支持部を介して前記装置本体に支持され、
   前記第２の接続部は前記マザー基板に設置され、
   前記電池ユニットの前記第１の接続部を、前記第２の接続部に接続することにより、前記電池ユニットを前記マザー基板に搭載する、電子装置。

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