JP7335756B2 - 電池ボックスの構造 - Google Patents

Description

本発明は、機器に備えられる電池ボックスの構造に関する。

特許文献１では、機器（具体的には測量機）の構成として、互いに異なる大きさのバッテリーが着脱可能とされたバッテリーの固定構造が公開されている。これにより、型式の異なる測量機で、専用バッテリーの大きさが異なる場合であっても、相互にバッテリーを代替が可能となる。

特開２０１８－１１３２３６号 特開２００６－２２１８２５号 特開平９－１９９０９７号

この固定構造を使用して、世界中どこでも存在して入手が容易な定型電池を用いて、測量機の電源としたいというニーズがある。定型電池を収納し、専用バッテリーに代替可能な電池ボックスであり、世界の過酷な環境の測量現場でも耐えうる丈夫な構造であること、多くの機種で使用するためにコンパクトであることが求められる。

これに対し、特許文献２で公開されている電池ボックスのように、筐体の開口部を閉塞する蓋部を備え、該蓋部に導通部が備えられている形態であると、別体である蓋部と本体との接合部分が電気的にも構造的にも弱くなり、落としたときに壊れやすく、また蓋部をなくしてしまうと電池残量があっても全く使用できなくなる、という問題がある。

また、特許文献３で公開されている電池ボックスのように、電池を収納するフレームがカバーに覆われる形態であると、カバーとフレームの重なる部位（特許文献３においては上面と下面）は二重構造となり、その分全体の大きさが増大するという問題がある。即ち、測量機側に大きさが異なるバッテリーを固定しうる固定構造が備えられていても、受け入れ可能な最大寸法以上のものは装着できないため、コンパクトな形状であれば、それだけ多くの機種に使用できることから、全体の大きさはできるかぎり小さい方が望ましい。

本発明は、この問題に鑑みてなされたものであり、機器の専用バッテリーに代替しうる、電池を内部に収納する電池ボックスであり、丈夫でコンパクトな電池ボックスを提供する。

このため、本発明のある態様の電池ボックスにおいては、機器の筐体に設けられた電源収納室に装填される電池ボックスであって、内部の上壁と下壁に電極点を有し、電池を装脱するための開口部が対向する側壁の双方に設けられた中空状の電池ボックス本体と、前記対向する二つの開口部を閉塞する一対のカバー体とを備え、前記中空状の電池ボックス本体内部は、前記対向する二つの開口部から、それぞれ２本以上の同数の電池が並列に並んで、対向して収納されるよう構成され、前記電池ボックス本体の内部には、対向し隣り合う電池の中央に立設されて四方で電池に接して電池の保持を補助する柱が形成されているよう構成した。

カバー体が電池ボックス本体とは別体として存在するが、導通部分は電池ボックス本体のみでカバー体は導通部分を持たないため、カバー体と電池ボックス本体とを導通させる必要がなく、構造的にも導通的にも堅強な構造となっている。全ての電池を一つの開口部から並列に並べて収納すると、幅方向に大きくなり、あるいは一つの開口部から前後または上下に重ねて収納すると、保持が難しくなる。本実施形態においては、対向する二つの開口部から同数の電池を並列して、対向するように配置するため、幅方向には半分となる。電池は全体としてマトリクス状配置となり全体的な大きさを小さくすることができる。保持の補助を最小限の柱のみとしているが、四方配置された電池全てに密接して保持するため、堅強に保持される。電池ボックス本体開口部をカバー体が閉塞するだけであり、筐体として重複部分がなく、全体の大きさをコンパクトなものとした。

また、ある態様においては、前記電池ボックス本体内部は、前記電池ボックス本体に収納された電池が、隣り合う電池同士及び対向する電池同士が接して収納されるよう構成した。二列に並列配置された電池が密接して配置され、全体的構造が堅強であり、電池は安定して保持される構造となっている。

また、ある態様においては、前記電池ボックス本体内部は、前記二つの開口部のうち、一方から二本、他方から二本の合計四本の電池が、それぞれ対向して配置されるように形成されているように構成した。前後に二本ずつ配置された電池が四本で、柱は一本の最小限の構成で全体をスリムにした。

また、ある態様においては、前記一対のカバー体は、該カバー体の下端にそれぞれ係合爪が形成されており、前記電池ボックス本体に形成された係止部に係合して、前記二つの開口部を閉塞し、前記電池ボックスの内部に収納された電池を挟持するよう構成した。この態様によれば、収納された電池は前後から挟持され、強固に保持される。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、丈夫でコンパクトな電池ボックスを提供できる。

本発明の実施の形態に係る電池ボックスを装着する測量機の斜視図である。 同測量機の電源収納室を架台側（内側）からみた斜視図である。 電池ボックスの概要を示すための背面斜視図である。 電池ボックス本体の背面斜視図である。 電池ボックスの横断面図である。 電池ボックスの分解正面斜視図である。 電池ボックスの分解背面斜視図である。本図では電池および導通部品は省略している。

以下、本発明の具体的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（測量機）
図１は、本発明の実施の形態に係る電池ボックス１（後述）が装着される測量機１１である。

測量機１１は、測距および測角可能なトータルステーションであり、装填した電源にて動作する。電源としては、本実施形態に係る電池ボックス１に限らず、専用のバッテリーも装填可能である。ただし、本発明にかかる電池ボックス１の構造は、測量機１１に限定されず、電源として使用可能な他の機器に装着されてもよい。本実施形態においては、専用バッテリーに代わり電池ボックス１が測量機１１に搭載される場合を例として説明する。

測量機１１は、基台部１２と、架台部１３とを備える。架台部１３は、基台部１２を介して例えば三脚（図示せず）などに設置される。基台部１２は整準ネジを有し、整準ネジによる整準が行われることで、架台部１３は水平に維持される。架台部１３は、鉛直軸Ａ１を中心として回転可能とされている。測距の光学部を備えた視準望遠鏡部１４は、架台部１３に支持されており、水平軸Ａ２を中心として回転可能とされている。

架台部１３の側方部には、電池ボックス１や専用バッテリー等の電源を装着する電源収納室１５が設けられている。電源収納室１５は、開閉可能な蓋部１６を備える。蓋部１６は、水平軸Ａ３を中心として回転可能とされ、突起部１６１を有する。

図２は測量機１１の電源収納室１５を架台部１３側（内側）から見た斜視図である。電源収納室１５は、架台部の１３のケーシング（筐体）に形成された箱状の筐体部１７を備え、筐体部１７に形成された電源装着口としての開口部１９は蓋部１６により閉塞される。図２は、筐体部１７の開口部１９が蓋部１６により閉塞された状態を示しており、電源収納室１５の内部を説明する為、開口部１９に対向する一面（筐体部１７の背面）は省略している。

図２に示すように、電源収納室１５は、収納する電池ボックス１の固定構造として、バッテリー押さえ部１８を備える。バッテリー押さえ部１８は筐体部１７に設けられ、上下方向に移動可能とされている。バッテリー押さえ部１８は、上方にストッパ部１８１、下方に当接部１８２を有する。

蓋部１６の突起部１６１は、蓋部１６が筐体部１７の開口部１９を閉塞した状態において、測量機１１内側へ向かって伸びている。蓋部１６が閉じた状態では、当接部１８２は突起部１６１に係止されて移動を抑制され、これにより電源収納室１５に装着された電池ボックス１も上方向の移動が抑制される。また、ストッパ部１８１は装着された電池ボックス１の上面を押さえ、電池ボックス１の上方向の移動を抑制する。この固定構造については、特開2018-113236に詳しく公開されており、詳細は省略する。

このように、測量機１１では、バッテリー押さえ部１８により装着された電池ボックス１の上下方向の移動を抑制して電源収納室１５内に保持する。電源収納室１５のこの固定構造により、電池ボックス１が専用バッテリーとは大きさの異なる場合でも装着可能となっている。さらに電源収納室に同じ固定機構を備えた測量機であれば、互いに専用バッテリーの大きさが異なる場合であっても、これに代わって電池ボックス１が電源として使用可能とともに、抜差し可能とされている。

（電池ボックス）
図３は、測量機１１に装着される電池ボックス１の背面斜視図である。図４は図３のカバー部と電池を省略した状態で、電池ボックス本体４のみを示した背面斜視図である。図５は電池ボックス１の横断面図である。図６は電池ボックス１の正面分解斜視図である。図７は電池ボックス１の背面分解斜視図である。図７においては導通部品と電池は省略している。

図３～図４に示すように、電池ボックス１は中空直方体形状であり、中空内部の上壁と下壁に電極点を有し、電池は立てられた状態で収納される。電池は、アルカリ乾電池などの一次電池に限らず、リチウムイオン充電池等の二次電池でも構わず、その種類は問わない。

電池ボックス１は専用バッテリーの代替として、例えば本実施形態においては測量機１１の電源として収容される。使用者は専用バッテリーの充電が切れたときの代替など、専用バッテリーと電池ボックス１とを選択的に測量機１１に使用することができる。

電池ボックス１の左右の両側面には、電源収納室１５と係合する係合部４８が形成されており、電源収納室１５に設けられた突起（図示せず）に引っかかり、電池ボックス１が脱落することを防止する。また、底面にはプラス電極出力部４９ｐとマイナス電極出力部４９ｎが設けられており、ここから測量機１１側へ電池電圧が出力される。

電池ボックス１は、電池を収納する筐体である電池ボックス本体４と、電池ボックス本体４に設けられた前後の開口部４１，４２を閉塞するカバー体２，３を備える。開口部４１，４２は電池ボックス１の前面、背面の略全領域に形成されているため、カバー体２が電池ボックス１の前面を、カバー体３が電池ボックスの背面をほぼ形成している。電池ボックス本体４の前後の開口部４１，４２からは、それぞれ同形で同数（本実施形態においては２本ずつ）の電池が、長手方向を上下方向に合わせて、左右方向に並列に並んで収納され、異なる開口部から装填された同数の電池は、それぞれ互いに対向するように配置される。中空状の電池ボックス１の内部空間Ｓの中央には柱５が立設されている。

図５に示すように、電池ボックス１に収納される四本の電池Ｄ１～Ｄ４は、隣り合う電池同士および対向する電池同士が少なくとも一部で接し合うようにして保持される。

柱５はこの接し合う四本の電池Ｄ１～Ｄ４の中央に配設されている。柱５の横断面形状は四方に配置される四本全ての電池に当接するように四つの円弧部を有し、この円弧部がそれぞれ湾曲壁として電池の長手方向に接して、安定して電池Ｄ１～Ｄ４を保持する。

電池ボックス本体４内部の側壁４４～４７は、それぞれ収納される電池Ｄ１～Ｄ４の側部にある電池ボックス本体４の内壁である。これらはそれぞれ電池の着脱を邪魔しないように、電池の径に合わせて湾曲して形成されており、それぞれが湾曲壁として一つずつ電池に長手方向に接して、柱５と併せて電池Ｄ１～Ｄ４を保持する。さらにカバー体２，３の内側には電池の形状に対応してリブ２１，３１が形成されており、これにより前後の両面から電池Ｄ１～Ｄ４を挟んで挟持する。電池Ｄ１～Ｄ４は、側壁４４～４７と、柱５、さらにカバー体２，３のリブ２１，３１に当接して堅強に保持される。

（分解斜視図）
図６及び図７に示すように、電池ボックス本体４は略中央で前後に２分割され、前半身である第１筐体５０と、後半身である第２筐体６０とが係合して成る。

第２筐体６０の左右側面の中ほどには、第１筐体５０に向かって係合爪６１が形成されている。第１筐体５０には係合爪６１の対向位置に係合受け部５１が形成されており、これにより、両者は係合して一体化する。

柱５の略中央で前後に二分割されているため、第１筐体５０側には分割柱５５が、第２筐体６０側には分割柱６５が、それぞれ形成されている。分割柱５５を含めた第１筐体５０の分割面に形成された複数の突起５４が、分割柱６５を含めた第２筐体６０側に形成された複数の嵌合孔６４に嵌合して第１筐体５０と第２筐体６０の一体化を助け、嵌合により分割柱５５と分割柱６５とで柱５と成る。

電池Ｄ１～Ｄ４を収納する内部空間Ｓも二分割されるため、第１筐体５０、第２筐体６０共に内部空間Ｓを有する。

カバー体２の下端の中央には係合爪２２が形成されており、第１筐体５０の上方からスライドして、第１筐体５０の底部５３の上面に形成された係止部５２に係合して、正面側の開口部４１を閉塞する。同様に、カバー体３の下端には係合爪３２が形成されており、第２筐体６０の上方からスライドして、第２筐体６０の底部６３の上面に形成された係止部６２に係合して、背面側の開口部４２を閉塞する。

（導通部）
第１筐体５０の底部５３には、前後方向に伸びるスリット５７が成形されている。スリット５７は分割柱５５下方に、分割柱５５に跨って左右方向に幅広く形成されている。ここに幅広の導通片７３が、分割面（第２筐体６０側）から挿入されて、底部５３の上面、即ち電池を収納する内部空間Ｓに、分割柱５５を挟んで二箇所で露出して、第１筐体５０の下方の電極点２点となる。第１筐体５０側に収納された電池Ｄ４と電池Ｄ３は、この導通片７３により電気的に直列に接続される。電気的に直列に接続されるため、収納される電池Ｄ３，Ｄ４は上下逆に収納され、導通片７３の上面には、下端側がマイナス電極となる一方の電池（本実施形態では電池Ｄ３）が接する部分に、導通弾性体８０（本実施形態ではコイルバネ）がかしめられて固定されている。

第２筐体６０の天井部６８には、分割柱６５を挟んで左右一対の平板状の係合舌６６，６６が、第１筐体５０に向かって突出して形成されている。さらに係合舌６６，６６の下方には前後方向に伸びる係合溝６７，６７が形成されている。板状で一方に長い導通片７１，７２が分割面（第１筐体５０側）からここへ挿入されて係合舌６６，６６下方へ配置される。それぞれ一部が露出して、第２筐体６０の天井部６８の底面、即ち電池を収納する内部空間Ｓに露出して、それぞれ第２筐体６０の上方の電極点の２点となる。

導通片７１，７２の長さは、係合溝６７，６７の奥行きよりも長く形成されており、挿入された導通片７１，７２の一方の端部は第２筐体６０から第１筐体５０に向かって突出する。係合舌６６，６６は導通片７１，７２の固定を補助して、導通片７１，７２ごと第１筐体５０の天井部５８に形成された係合溝５６，５６に係合する。第２筐体６０から突出した導通片７１，７２は第１筐体５０側に入りこみ、第１筐体５０と第２筐体６０にわたって配置される。導通片７１，７２は第１筐体の天井部５８の底面、即ち電池を収納する内部空間Ｓに露出して、第１筐体５０において上方の電極点２点ともなる。

導通片７１は、前後に対向して配置された電池Ｄ２と電池Ｄ４を電気的に直列に接続させる。同様に、導通片７２は電池Ｄ１と電池Ｄ３を直列に接続させる。接続される電池Ｄ１，Ｄ３、および電池Ｄ２，Ｄ４は上下逆に収納されるため、一方の電池の上端がマイナス電極となる。本実施形態においては、電池Ｄ１と電池Ｄ４が、上端がマイナス極となる配置であるため、導通片７１，７２には、これに接する部分に導通弾性体８０がかしめられて固定されている。

また、第２筐体６０の底部６３には、分割柱６５を挟んで一対のスリット６９，６９が形成されている。ここに、導通片７１～７３とは略半分の大きさで、略正方形状の金属平板である導通片７４，７５が挿入される。導通片７４，７５は一部が電池を収納する内部空間Ｓに露出して、第２筐体６０の下方の電極点の２点となり、第２筐体６０に収納される電池Ｄ１，Ｄ２の底面側の電極に接する。下端側がマイナス極となる一方の電池Ｄ２に接する導通片７５の上面には導通弾性体８０がかしめられて固定されている。

導通片７１～７５が電池ボックス１の電極点となり、電池Ｄ１～Ｄ４は電気的に直列に接続され、導通弾性体８０の付勢により電池Ｄ１～Ｄ４は立った状態で保持される。

さらに、第２筐体６０の底面には筒状のメス型端子９０ｐ，９０ｎを挿入する一対の係合孔９１，９１が形成されている。ここに挿入されたメス型端子９０ｐ，９０ｎは胴部の一部が折り曲げられて脱落を防いで固定され、それぞれ導通片７４，７５に接して導通し、導通片７１～７５により直列接続された電池Ｄ１～Ｄ４の出力部となる。

端子９０ｐ，９０ｎと導通片７４，７５とは、電線で接続されても良く、また両者を一体成形したものを使用しても良い。また導通片７１～７５及び端子９０ｐ，９０ｎは複数個の一体構造品でも良い。

電池ボックス１においては、各部品の係合も導通も、係合や嵌合によってのみ成されて一体化しており、シンプルな構成で頑丈な構造となっている。

上記のように構成された電池ボックス１は、測量機１１の電源収納室１５に装着される。測量機１１は互いに大きさの異なるバッテリーも装着可能としており、専用バッテリーに代わり電池ボックス１も問題なく装着される。電池ボックス１は、必要最低限の保持で堅強に電池を保持し、四本の電池を収納する電池ボックスとしては外形の一辺が小さく、全体として非常にコンパクトな形態であるため、測量機１１に限らず同様の構造の電源収納室をもつ他の多くの測量機にも装着可能となっている。

以上、本発明の好ましい実施形態について述べたが、上記の実施形態は本発明の一例であり、変形や組み合わせは当業者の知識に基づいて行うことができ、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

１ 電池ボックス
２，３ カバー体
４ 電池ボックス本体
５ 柱
１１ 測量機
１５ 電源収納室
４１，４２ 開口部
Ｄ１～Ｄ４ 電池

Claims (3)

1. 機器の筐体に設けられた電源収納室に装填される電池ボックスであって、
   内部の上壁と下壁に電極点を有し、電池を装脱するための開口部が対向する側壁の双方に設けられた中空状の電池ボックス本体と、
   前記対向する二つの開口部を閉塞する一対のカバー体とを備え、
   前記中空状の前記電池ボックス本体内部は、前記対向する二つの開口部からそれぞれ２本以上の同数の電池が並列に並んで装填され、互いに対向して収納されるよう構成され、
   前記電池ボックス本体の内部には、対向し隣り合う電池の中央に立設されて四方で電池に接して電池の保持を補助する柱が形成されており、
   前記電池ボックス本体内部は、前記電池ボックス本体に収納された電池が、隣り合う電池同士及び対向する電池同士が接して収納されるよう構成されている、
   ことを特徴とする電池ボックス。
2. 前記電池ボックス本体内部は、前記二つの開口部のうちの一方の開口部から二本、他方の開口部から二本の合計四本の電池が、それぞれ対向して配置されるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池ボックス。
3. 前記一対のカバー体は、該カバー体の下端にそれぞれ係合爪が形成されており、前記電池ボックス本体に形成された係止部に係合して、前記二つの開口部を閉塞し、前記電池ボックス本体の内部に収納された電池を挟持するよう構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池ボックス。