JPH07504065A - エネルギーパック及び電池用カートリッジ - Google Patents

エネルギーパック及び電池用カートリッジ

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JPH07504065A JP5514793A JP51479393A JPH07504065A JP H07504065 A JPH07504065 A JP H07504065A JP 5514793 A JP5514793 A JP 5514793A JP 51479393 A JP51479393 A JP 51479393A JP H07504065 A JPH07504065 A JP H07504065A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称:エネルギーパック及び電池用カートリッジ発明の背景 挟人公! 本発明は第1のエネルギー源又は第2のエネルギー源のどちらも収容できるカー トリッジに関する。より具体的には、本発明はエネルギーパック又は複数個の電 池のどちらも収容できるカートリッジに関する。カートリッジは、電気装置に取 り付けることもできるし、電気装置と一体に形成することもできる。
本発明は、ビデオカムコーダ、セルラー電話、コンピュータ、おもちゃ等の如き 携帯式の電気装置と共に使用するとき、特に有用である。
五漿望l エネルギーパックは、電気装置に用いるためのエネルギーを貯蔵できる充電可能 (rechargeable)なエネルギー貯蔵装置である。ビデオカムコーダ に使用されるエネルギーパックは当該分野で周知である。例えば、ソニーコーポ レイションは、ソニー8mmビデオカムニーダのエネルギー供給用として、商標 名NP−55のエネルギーパックを販売している。また、マツシタ・エレクトリ ック・コーポレイション・オブ・アメリカの一部門であるパナソニックは、パナ ソニックVHSビデオヵムコーダのエネルギー供給用として、商標名PV−BP 15のエネルギーパックを販売している。
エネルギーパックを夫々のビデオヵムコーダに装填スる方式は、少し異なる。ま た、エネルギーパックをビデオカムコーダに電気的に接続する接点の位置は、夫 々のカムコーダによって異なる。例えば、ソニーNP−55エネルギーバックは 、バナソニックVHSビデオヵムコーダには適合せず、電気的に接続出来ないし 、パナソニックPv−BP15エネルギーバックは、ソニー8111@ビデオカ ムコーダには適合せず、電気的に接続できない。
NP−55とPV−BP15は両方とも、充電可能なエネルギーパックであり、 完全に充電された状態では、夫々のカムコーダに対して、公称6ボルトの直流( d、仁)エネルギー源を供給する。通常の使用条件下では、完全に充電されたエ ネルギーパックの場合、カムコーダは数時間使用することができる。再び充電す るためには、エネルギーパックを充電器(recharger)の中に入れねば ならない。
カムコーダが作動しないほどにエネルギーパックが消耗してしまったとき、エネ ルギーパックを充電する前に、カムコーダを使用したい場合、予備のエネルギー パックに交換するか、ACラインコンバータを使用するが、又は電池収容用の別 個のカートリッジをカムコーダに取り付ける必要がある。カートリッジはエネル ギーパックに代えてカムコーダに取り付けることはできるが、エネルギーパック を再び取り付けるとき、取り外さねばならない。
しかし、たとえ予備のエネルギーパック、ACラインコンバータ及び/又は電池 用カートリッジを全て所有していたとしても、これらを持ち運ぶのを忘れると、 カムコーダ内のエネルギーパックが消耗してしまったとき、カムコーダを使用で きなくなる。
さらに、予備のエネルギーパックは、単に所有するだけでなく、ある程度充電し ておかないと、ビデオカムコーダを継続して使用することはできない。また、A Cラインコンバータについても、単に所有するだけでなく、AC電源のある場所 にいなければならない。
カムコーダ内のエネルギーパック又は予備のエネルギーパックを充電するには、 エネルギーパック充電器に装填する必要がある。しかし、充電しようとするき、 充電器が近くにないことがよくある。充電器を一緒に持ち運ばねばならないだけ でなく、充電器の電源となるll0VACコンセントに接続できる場所にいなけ ればならない。更に、エネルギーパックの充電には適当な時間を要するために、 少なくともある程度の時間、その場所にいなければならない。
充電器を持ち運ばなければならないという問題を解消するために、モl−ローラ (Motorola)は、携帯電話の1つに使用できる電気コネクターを内蔵し たエネルギーパックを販売している。内蔵された電気コネクターを電源コンセン トに直接差し込むことによって、エネルギーパックを充電することができる。し かし、ビデオカムコーダの場合、エネルギーパックを充電するには、少なくとも ある程度の時間、ll0VACコンセントに接続しておかなければならない。ま た、予備のエネルギーパックによらないと、充電が完了するまでの間、セルラー 電話を使用することができない。
発明の要旨 従って、本発明の目的は、電気装置(electrical apparatu s)に取り付は可能であり、電気装置にエネルギーを供給するためのエネルギー パック又は複数個の電池のどちらでも収容することのできるカートリッジを提供 することにある。
本発明の他の目的は、電気装置と一体に形成され、電気装置にエネルギーを供給 するためのエネルギーパック又は複数個の電池のどちらでも収容できるカートリ ッジを提供することにある。
更に、本発明の目的は、種類の異なる複数個のエネルギーパックを収容できるカ ートリッジを提供することにある。
更に、本発明の目的は、種類の異なる複数個の電池を収容できるカートリッジを 提供することにある。
これらの目的及びその他の目的に基づき、本発明は電気装置にエネルギーを供給 するためのエネルギーパック又は複数の電池のどちらでも収容できるカートリッ ジに関するものである。カートリッジは、電気装置と別個の構成にしてもよいし 、電気装置と一体にしてもよい。
カートリッジを電気装置と別個に形成する場合、カートリッジは、望ましくは略 矩形のベースに4つの側壁を一体に形成する。第1側壁と第2側壁は、ベースの 長手方向の軸線に略平行であり、第3側壁と第4側壁は前記軸線と略直交してい る。
ベースの内側と4つの側壁によってキャビティを形成し、該キャビティは、エネ ルギーパック又は複数の電池のどちらも収容できる寸法である。カートリッジは 、ラッチ機構によって電気装置に取り付けることができ、カートリッジの外側は 電気装置に位置決めされる。
ベースの外側には、電気装置の陽極接点(positive c。
ntact)と陰極接点(negative contact)の位置に夫々対 応して、陽極接点域(positive contact area)と陰極接 点域(negative contact area)が設けられる。
エネルギーパックを電気装置に対して電気的に接続するために、カートリッジの キャビティ内のベースの内側には、キャビティに配置されるエネルギーパックの 陽極接点と陰極接点の位置に夫々対応して、陽極接点域(陽極接点部)と陰極接 点域(陰極接点部)が設けられる。ベース内側の陽極接点域と陰極接点域は、ベ ース外側の陽極接点域と陰極接点域と電気的に接続されており、これによりエネ ルギーバックは電気装置に電気的に接続することができる。
陽極接点域と陰極接点域を第2の組合せとして、ベースの内側、望ましくは第2 のタイプのエネルギーパックの陽極接点と陰極接点の位置に夫々対応して配置す ることが望ましい。このようにすれば、本発明のカートリッジは少なくとも2つ の異なるタイプのエネルギーパックを収容できる。
第1の実施例において、カートリッジは、望ましくは第1側壁の長手方向に複数 の陽極接点域、第2側壁の長手方向に複数の陰極接点域を設けている。各電池は 、陽極接点を第1側壁上の陽極接点域、陰極接点を第2側壁の陰極接点域に当て て配置され、カートリッジのキャビティ内に複数個の電池が並べられる。第1側 壁の複数の陽極接点域と第2側壁の複数の陰極接点域は、複数の電池が互いに電 気的に直列に接続されるように電気的に接続されており、終端は陽極接点域と陰 極接点域である。
複数の電池を電気装置に電気的に接続するために、直列接続の終端の陽極接点域 と陰極接点域は、夫々、カートリッジの外側の陽極接点域と陰極接点域に電気的 に接続するのが望ましい。
カートリッジの第1側壁の陽極接点域、第2側壁の陰極接点域に加えて、第1実 施例では、所望により、第2側壁と略平行に位置決めできる接点アームを設ける ことができる。接点アームは複数の陽極接点域を含むもので、該陽極接点域は第 2側壁の陰極接点域に対応し、それと略対向する位置にある。第1側壁と第2側 壁の間に装填可能な電池よりも長さが短い電池の場合、それらの電池は、接点ア ームの陽極接点域と、第2側壁の陰極接点域との間に配備される。接点アームを 使用しないとき、接点アームは、他と干渉しない位置、つまり第4側壁と略平行 な位置にあることが望ましい。
第2の実施例において、カートリッジは、第1接点アームと第2接点アームを具 えており、両接点アームは、第1側壁と第2側壁の間にて、第3側壁と第4側壁 に略平行に位置決め可能である。複数の電池は、第3側壁と第1接点アームの間 、第1接点アームと第2接点アームの間、第2接点アームと第4側壁の間にて、 長手方向に配置され得る。
第2実施例において、複数の陽極接点域と陰極接点域は、第3側壁と第4側壁、 2つの接点アームの両側に配置される。複数の陽極接点域と陰極接点域の位置は 、夫々、複数の電池の陽極接点と陰極接点に対応している。
これらの陽極接点域と陰極接点域は、複数の電池が互いに直列に接続されるよう に電気的に接続されることが望ましく、終端は陽極接点域と陰極接点域である。
複数の電池を電気装置に電気的に接続するために、直列接続の終端の陽極接点域 と陰極接点域は、夫々、カートリッジの外側にある陽極接点域と陰極接点域に電 気的に接続されるのが望ましい。
前記の第1実施例と第2実施例において、本発明のカートリッジは、所望により 、カートリッジのキャビティ内に入れられたエネルギーパック又は二次電池を再 充電できるようにするために、例えばll0VAC等の電源に接続できるコネク ターと充電回路装置(recbarging circuitry)を更に具備 することができる。
充電回路装置に連繋されるコネクターは、カートリッジを電気装置から取り外し たときにだけ使用できるようにするために、カートリッジのベースの外側に配置 するのが望ましい。また、カートリッジを電気装置から取り外さなくとも使用で きるようにするため、カートリッジの側部に別のコネクターを、前記コネクター に代えて、又は追加して使用することもできる。
望ましい実施例において、専ら一次電池(充電できない電池)を用いてもよいし 、専ら二次電池(充電できる電池)を用いてもよいようにしている。カートリッ ジの中に一次電池又は二次電池のどちらが入ってるかを表示するために、手動の 切換スイッチを配備することが望ましい。カートリッジのキャビティ内にある一 次電池が、誤って充電電源と接続されることがないように、切換スイッチにより 、−次電池の使用中は、電池に接続されたリード線を、充電回路装置に接続され たリード線と電気的に絶縁する。
カートリッジは、エネルギーパック又はトータル電池の相対的な電荷状態を表わ す表示装置を配備することもできる。
カートリッジが電気装置に一体に形成されている場合、側壁は電気装置に一体で ある。充電回路、その関連コネクターと電荷量表示装置は、カートリッジの1又 は2以上の側部に、又はカートリッジから分離した電気装置の表面に配置するこ とができる。
本発明のカートリッジは、エネルギーを電気装置に供給するエネルギーパック又 は複数の電池のどちらでも収容することができる。また、本発明のカートリッジ は、−次、二次、サイズ等のように種類の異なる複数の電池だけでなく、種類の 異なる複数のエネルギーパックも収容することができる。さらに、カートリッジ は、カートリッジ内にあるエネルギーパック及び/又は二次電池を再充電するた めの回路を提供する。このように、本発明のカートリッジは、エネルギーバック 単独使用の場合と比べて、遥かに大きなフレキシビリティをもたらすことができ る。
図面の簡単な説明 図1は、本発明のカートリッジの望ましい実施例の斜視図である。
図2は、図1に示したカートリッジの第1の端面図である。
図3は、図1の3−3線に沿うカートリッジの蓋の断面図である。
図4は、図1のカートリッジの第2の端面図である。
図5は、図1のカートリッジの底面図である。
図6は、ソニーブランドの81ビデオカムコーダの端面図である。
図7は、パナソニックブランドのVHSビデオカムコーダの端面図である。
図8は、数種類の電池について、時間に対する性能の関係を示したグラフである 。
図9は、全ての電池を同じ方向に向けて装填するとき、電池を直列接続するとき の一実施例を示す説明図である。
図10は、電池を互い違いにして装填するとき、電池を直列接続するときの一実 施例を示す説明図である。
図11は、図1のカートリッジに用いられる充電回路の望ましい実施例の説明図 である。
図11Aは、図1のカートリッジに用いられる充電回路の第2の実施例を部分的 示す説明図である。
図11Bは、図1のカートリッジに用いられる充電回路の第3の実施例を部分的 に示す説明図である。
図12は、図1のカートリッジの部分平面図であり、2個の電池が収容される。
図13は、図12のカートリッジに用いられる電池を直列接続するときの望まし い実施例の説明図である。
図14は、本発明のカートリッジの他の実施例9部分斜視図である。
図15は、図1のカートリッジを図6のビデオカムコーダと一体にしたときの図 である。
望ましい実施例の説明 本発明は、電気装置にエネルギーを供給するために、エネルギーバック又は複数 個の電池のどちらでも収容できるカートリッジに関する。カートリッジは、電気 装置に取り付けることもできるし、電気装置と一体に形成することもできる。
本発明は、直流電源で作動できる携帯電気装置に使用するとき、特に有用である 。本発明をビデオカムコーダ及びセルラー電話に用いた場合について説明するが 、本発明はこれらに限定するものでないことは理解されるべきである。本発明は 、直流電源で作動できるその他の携帯用電気装置、例えばラジオ、テレビ、その 他の受信器及び/又は発信器、コンピュータ、その他のデータ蓄積装置、操作装 置及び/又は検索装置、おもちや等に対しても同様に適用することができる。な お、これらに限定されるものでない。
図1は、本発明のカートリッジの望ましい実施例を等角投影した図を示している 。カートリッジ(100)は、支持ベース(102)と側壁(104) (10 6) (108) (110)から構成され、これらによってエネルギーバック (114)又は複数個の電池(116)を収納出来るキャビティ(112)が形 成される。
キャビティに収容されたエネルギーパック又は電池を保持するために、側壁(1 04) (108)の上に蓋(118)を摺動可能に配備する。カートリッジは 、ロック機構(120)(122)(図4)を用いて、電気装置、例えばビデオ カムコーダに固定可能である。
図2は、側壁(110)から見たときのカートリッジ(100)の端面図である 。図3は、図1の3−3線に沿う蓋(118)の断面図である。図2と図3にお いて、側壁(104)は、蓋(118)のレール(302)と凹部(304)  (図3)に夫々対応して、凹部(202)及びレール(204) (図2)を有 することが望ましい。同様に、側壁(10g)は、蓋(11g)のレール(30 6)及び凹部(308) (図3)に夫々対応して、凹部(206)及びレール (208) (図2)を有することが望ましい。その他に、蓋は、例えば側壁( 104)の2箇所又は側壁(106)の2箇所にて蝶番で取り付けることも出来 る。また、当該分野の専門家であれば、全部又は一部をカバー、ひも、クリップ で留めることもできるであろう。カートリッジのキャビティ内にエネルギーパッ ク及び/又は電池を保持する手段は、それらに限定されるものではない。
図4は、側壁(106)から見たときのカートリッジ(100)の端面図である 。図2を参照すると、ロック機構(120)は、望ましくは四部(210) ( 212)と連結脚(214) (216)を有している。同様に、図4を参照す ると、ロック機構(122)は、凹部(402) (404)と連結脚(406 )(408)を有することが望ましい。
図5は、図1のカートリッジの底面図である。図5を参照すると、支持ベース( 102)の底部は、陽極接点域(502)、陰極接点域(504)及び凹部(5 06) (50111) (510) (512)を有している。
図6は、ソニーブランドの8 m+eビデオカムコーダの端面図である。図6を 参照すると、ソニーブランドのカムコーダは、陽極接点域(602)、陰極接点 域(604)及び連結機構(606) (60g)を有している。ベース(10 2)の底面をソニーブランドのビデオカムコーダに取り付けるには、図5に示す 如く、連結機構(120)と(606)、連結機構(122)と(608)が夫 々互いに隣り合う位置に配置し、次に、カートリッジの連結機構を左から右に摺 動させることにより、カムコーダの連結機構を連結する。ビデオカムニーダ上で 、カートリッジの初期位置を表わす目印として、凸部(218)(図2)を設け ることが望ましい。
凸状面(610)(612)は、連結作用を補助すると共に、表面摩擦を低減さ せるのに役立つ。カートリッジの陽極接点域(502)と陰極接点域(504) の位置は、夫々、ソニーブランドのビデオカムコーダの陽極接点域(602)と 陰極接点域(604)の位置に夫々対応している。
ソニーブランドのカムコーダは、一体に形成された短軸(614)と、ボタン( 618)をスライドさせると引き込む短軸(616)を有している。カートリッ ジは、短軸(614)(61G)に夫々対応する位置に凹所(506)(508 )を設けている。カートリッジが固定位置にあるとき、短軸(614) (61 6)は凹所(506) (508)と夫々係合し、カートリッジが外れないよう にしている。ボタン(618)をスライドさせて短軸(616)を凹所(508 )から引っ込めると、カムコーダとの係合が解除され、カートリッジを取り外す ことができる。
図7は、パナソニックブランドのVHSビデオカムコーダの端面図である。図7 を参照すると、パナソニックブランドのカムコーダは、陽極接点域(702)、 陰極接点域(704)及び連結機構(706)(708)を有している。ベース (102)の底面をパナソニックブランドのカムコーダに取り付けるには、図5 に示す如く、連結機構(120)と(706)、連結機構(122)と(708 )を、前述のソニーブランドのビデオカムコーダと同じ要領にて行なうことがで きる。
凸状面(710) (712)(714)は、連結作用を補助すると共に、表面 摩擦を低減させるのに役立つ。カートリッジの陽極接点域(502)と陰極接点 域(504)の位置は、バナソニックブランドのビデオカムコーダの陽極接点域 (702)と陰極接点域(704)の位置に夫々対応している。
パナソニックブランドのカムコーダは又、カムコーダに一体に形成された短軸( 716) (718)と、ボタン(722)を押すと引き込む短軸(720)を 有している。カートリッジは凹所(510) (512)を有しており、ごれら 凹所の位置は、夫々、短軸(716)と、短軸(718) (720)に対応し ている。
カートリッジが固定位置にあるとき、短軸(716)と凹所(510)、短軸( 718) (720)と凹所(512)が、夫々係合してカートリッジが外れな いようにしている。ボタン(722)を押して短軸(720)を凹所(512) から引っ込めることにより、カムコーダとの係合を解除し、カートリッジを取り 外すことができる。
直流電源の入力コネクター(724)の表面と干渉せずにカートリッジを位置決 めできるようにするため、カートリッジは、凹部(220) (図2及び図5) を設けることが望ましい。また、持運びストラップ用リングと干渉せずにカート リッジを位置決めできるようにするため、四部(410)(図4及び図5)を設 けることが望ましい。
ソニーブランドとパナソニックブランドのビデオカムコーダの陽極接点域と陰極 接点域は、短軸(614)(616)と短軸(716)−(720)の如く、互 いに異なる位置にあることに留意すべきである。それゆえ、ソニーNP−55エ ネルギーパックを、パナソニックブランドのカムコーダに取り付けて電気的に接 続することはできない。また、バナソニックPV−BP15エネルギーパックを 、ソニーブランドのカムコーダに取り付けて電気的に接続することはできない。
しかしながら、図1のカートリッジにおいて、陽極接点域(502)の範囲を、 ソニーブランドとバナソニックブランドのビデオカムコーダの陽極接点域(60 2) (702)の両方に接触できる十分な長さにすることが望ましい。同様に カートリッジの陰極接点域(504)の範囲を、ソニーブランドとパナソニック ブランドのビデオカムコーダの陽極接点域(604)(704)の両方に接触で きる十分な大きさにすることが望ましい。
更に、カートリッジは、短軸(614)(616)、(716)−(720)を 収容する凹部(506)−(512)を設けることが望ましい。
それゆえ、凹部(506)−(512)と同様に、接点域(502) (504 )は、図1のカートリッジを、ソニーブランド又はバナソニックブランドのビデ オカムコーダのどちらにも使用できる。
図1に戻ると、本発明のカートリッジは、キャビティ(112)の中に、エネル ギーパック又は複数個の電池のどちらでも収容できる。エネルギーパックからビ デオカムコーダにエネルギーを供給できるようにするため、カートリッジは、陽 極接点軸(124)(126)と陰極接点軸(12g)(130)をさらに具え ている。陽極接点軸(124)(126)は、陽極接点域(502)(図5)に 電気的に接続されている。同様に、陰極接点軸(12g) (130)は、陰極 接点域(504) (図5)に電気的に接続されている。
陽極接点域(124)と陰極接点域(130)の位置は、望ましくは、バナソニ ックPV−BP15エネルギーパックの陽極接点域と陰極接点域に夫々対応する 位置に設ける。同様に、陽極接点域(126)と陰極接点域(124)の位置は 、望ましくは、ソニーNP−55エネルギーバックの陽極接点域と陰極接点域に 対応する位置に設ける。それゆえ、本発明のカートリッジは、ビデオカムコーダ がソニーブランドかパナソニックブランドかどうかとは関係な(、NP−55又 はPV−BP15のどちらのエネルギーパックでも受け入れることができる。
望ましい実施例において、エネルギーパックの陽極接点域と陰極接点域を強制的 に接触させるために、短軸(124)−(130)は、引込み可能とし、バネで 付勢することができる。当該分野の専門家であれば、陽極接点域と陰極接点域を 上記以外の構成にすることもできるであろう。
例えば、その細形状のエネルギーパックを収容できるようにするため、引込み可 能な短軸の数を増やしてそれら短軸を表面のより大きな部分に設けることもでき るし、単一の陽極接点域と陰極接点域で夫々の幅を種々のエネルギーパックを収 容できる大きさにすることもできるが、これらの限定されるものではない。
エネルギーパックの他に、本発明のカートリッジは電池を収容することもできる 。様々な化学成分をもつ電池は当該分野で周知である。一般的に一次電池と称さ れる非充電式電池の場合、亜鉛−炭素(ZnC)やアルカリを含んでいる。一般 的に二次電池と称される市販の非充電式電池の場合、ニッケルーカドミウム(N iCd)やニッケルー金属−水素(NiMH)を含んでいる。
図8は、様々な化学成分をもつAAサイズ電池において、時間に関する性能の関 係を示したグラフである。図8を参照すると、亜鉛−炭素及びアルカリ電池は両 方とも、初期ポテンシャルは約1.5ボルトであるが、はぼ直線的に低下してい く。しかしながら、亜鉛−炭素電池は、アルカリ電池に比べて、使用寿命はかな り短い。ニッケルカドミウム電池は、初期ポテンシャルは約1.2ボルトである が、直ちに約1.1ボルトの安定電圧に低下して、寿命の大半はこの電圧に維持 される。同様に、ニッケル金属水素電池は、初期ポテンシャルが約1.25ボル トであり、直ちに約1.1ボルトの安定電圧に低下し、寿命の大半はこの電圧に 維持される。当該分野で知られているように、アルカリ電池の寿命は、放電速度 (drain rate)の如き負荷条件に非常に依存する。放電速度が速いほ と、寿命は短くなる。他方、ニッケルーカドミウムや、ニッケルー金属−水素電 池の寿命は、負荷には殆んど依存しない。
図6及び図7のビデオカムコーダは、公称6ボルトの直流電源で作動する。それ ゆえ、1.5ボルトのAA型アルカリ電池であれば4個、1,2ボルトのAA型 ニッケルカドミウム電池であれば5個使用される。電池の個数を増やすことは、 電気装置の使用時間を長くできるので有利である。従って、本発明のカートリッ ジのキャビティには6個のアルカリ電池又は6個のニッケルカドミウム電池を収 容できることが望ましい。電池を充電して使用する必要がない場合はアルカリ電 池が望ましく、電池を充電して使用する必要がある場合、ニッケルカドミウム電 池が望ましい。当該分野の専門家であれば、異なる化学成分の電池を用いたり、 電池の個数を変えて使用できることは明らかであろう。
電池のエネルギーをビデオカムコーダに供給するために、図1に示す如く、カー トリッジは、陽極接点域(132a−f)と陰極接点域(134a−f)をさら に具えている。電池をキャビティ内の陽極接点域と陰極接点域の間、例えば(1 32a)と(134a)の間に配置できるように、カートリッジの陽極接点域と 陰極接点域は、対向する位置に設けるのが望ましい。
電池をキャビティに装填するとき、全ての陽極接点面が側壁(108)に対向し 、全ての陰極接点面が側壁(104)に対向するように配置することが望ましい 。従って、図1に示す如く、陽極接点域(132)は側壁(108)に、陰極接 点域(134)は側壁(104)に設けることが望ましい。当該分野の専門家で あれば、キャビティ内に配備する電池の位置、個数、種類を変更できるであろう 。
陽極接点域(132)は複数個の略矩形金属片(例えば銅)から構成し、各金属 片は独立しており、中心部を側壁(108)から遠ざかる方向に僅かに屈曲させ て、装填されるべき電池の陽極接点域に対して弾性表面を形成している。
陰極接点域(134)は複数個の略円錐形の金属スプリングから構成し、各金属 スプリングは独立しており、装填されるべき電池の陰極接点域に対して弾性表面 を形成している。当該分野の専門家であれば、電池の陽極接点域及び/又は陰極 接点域をその他の形状にすることは自明であろう。
ビデオカムコーダに必要な直流ボルト電源を供給するためには、陽極接点域(1 32)と陰極接点域(134)の電気的接続は、電池が直列接続されるように行 なうのが望ましい。図9は、全ての電池を同じ方向に向けて配置し、電池を直列 接続するときの望ましい実施例を説明する図である。
或は、電池のカートリッジ内への装填は、電池の陽極接点面と陰極接点面が互い 違いの方向となるように配置することもできる。図10は、電池を互い違いの方 向に配置し、電池を直列接続するときの望ましい実施例を説明する図である。当 該分野の専門家であれば、その他にも電池の配置及び/又は電気接続を行なえる ことは自明であろう。
本発明のカートリッジは、キャビティ内のエネルギーバック又は二次電池を充電 できるようにするために、充電回路と、例えばll0VACの電源に接続するた めのコネクターをさらに具えることが望ましい。
図5を参照すると、コネクターは、ピン(518)(520)の回りに回転可能 に取り付けたプロング(prongs) (514)(516)が望ましい。プ ロング(514) (516)は、ベースに関して略直交する位置からW119 0度回転可能とすることが望ましく、プロング(514) (516)を交流コ ンセントの中に、凹部(522)内の位置まで差し込むことができ、使用しない ときは引っ込めることができる。凹部(522)は、使用者がプロング(514 ) (516)に容易に届く寸法にすることが望ましい。
本発明は、−次電池専用、及び/又は二次電池専用として供される。図11は、 本発明のカートリッジに使用される充電回路の望ましいの実施例の回路説明図で あり、カートリッジのキャビティに配備されるのは一次電池だけである。プロン グ(514) (516) (図5)は、ダイオードブリッジ整流回路(110 2)及びフィルター・リミッタ−回路(1104)の如き適当な交流−直流変換 回路を介して、夫々、陽極接点域(502)及び陰極接点域(504)に電気的 に接続されることが望ましい。当該分野において、整流ブリッジ回路及びフィル ター・リミッタ−回路は種々のものが知られている。
当該分野で知られているように、−次電池を充電用電源に接続することは避けな ければならない。従って、電池に接続されたリード線(132a) (134f )と、陽極接点軸(124) (126)及び陰極接点軸(128) (130 )を介してエネルギーパックに接続されたリード線とを電気的に絶縁するために 、スイッチ(1106)を設けることが望ましい。このようにして、カートリッ ジのキャビティ内に装填された一次電池が、誤って充電用電源に接続されること は防止される。
図11Aは、本発明のカートリッジに用いられる充電回路の望ましい実施例の部 分回路図であって、カートリッジのキャビティに配備されるのは二次電池だけで ある。
カートリッジの中に配備されるのは充電可能な電池だけであるので、リード線( 132a)(134f)と充電用電源とを電気的に絶縁する必要はない。それゆ え、リード線(132a)(134f)は、フィルター・リミッタ−回路(11 04)の出力に供された充電電源に直接電気的に接続されている。
図11Bは、図11Aは、本発明のカートリッジに用いられる充電回路の望まし い実施例の部分回路図であって、カートリッジのキャビティに配備されるのは一 次電池だけ、又は二次電池だけのどちらでもよい。望ましくは、多極のマルチス ロースイッチ(1108)は3位置式のもので、カートリッジのキャビティの中 に、エネルギーパック(ポジションa)、−次電池(ポジションb)、又は二次 電池(ポジションC)のどれが入っているかを使用者に示すことができるものが よい。ポジションaとCは、回路(1104)の出力に供給された充電電源を、 夫々、エネルギーパックと二次電池に供給することができる。ポジションbは、 充電電源を一次電池と電気的に絶縁する。エネルギーパック及び/又は二次電池 の充電に必要な時間を短くするため、必要に応じて、図11、図11A及び/又 は図11Bの充電回路の中に変圧器(図示せず)を具えることもできる。
当該分野の専門家であれば、上記以外の交流−直流変換回路、電気装置及び/又 はスイッチ装置を用いることができるであろう。
カートリッジをビデオカムコーダから取り外すと、プロング(514)(516 ) (図5)により、カートリッジのキャビティ内に配備されたエネルギーパッ ク及び/又は二次電池を充電することができる。図1及び図11を参照すると、 ビデオカムコーダからカートリッジを取り外さなくてもエネルギーパック及び/ 又は二次電池を充電できるようにするため、プロング(514)(516)に代 えて、又はプロング(514)(516)に追加して、プロング(136) ( 138)を配備することができる。プロング(136) (138)及びプロン グ(514) (516)は、充電だけでなく、ビデオカムコーダを交流電源か ら直接作動させることもできる。
図1を参照すると、プロング(136) (13g)は、望ましくは、側壁(1 10)に連続する支持ベース(102)の側面の凹部の中に収容され、2本の伝 導体コード(図示せず)を介して交流コンセントに接続可能である。前記コード は、一端は交流コンセントに接続できる2プロングの雄コネクタ−、他端はプロ ング(136) (138)に接続できる2プロングの雌コネクターを有してい る。当該分野の専門家であれば、コネクターを他の形状にすること及び/又はプ ロング(136) (138) (514) (516)を他の配置にすること はできるであろう。
本発明のカートリッジは、エネルギーパック又は電池の残量状態を表示する装置 (図示せず)をさらに具えることもできる。表示装置は、例えば、電荷が充分に あるときは緑色の発光ダイオード(LED)が発光し、電荷が少なくなれば赤色 LEDが発光及び/又は点滅するようにできるし、又は、複数のLEDを配備し て、発光するLEDの数によって電荷状態を知ることもできる。また、液晶ディ スプレイ(LCD)を使用し、どのくらい多くのディスプレイが表示されるかに よって電荷状態を知ることもできる。
電荷状態を示す装置は種々のものが当該分野において知られている。
本発明は、これまでAAサイズ電池に関して説明してきたが、他の種類の電池を 使用することもできる。例えば、リチウム型電池は、初期ポテンシャルが約3ボ ルトの一次電池である。市販の3ボルトリチウム電池の一般的なサイズは273 Aである。これは、Aサイズ電池と円周は同じであるが、長さはAサイズ電池の 3分の2である。ビデオカムコーダの場合、3ボルトリチウム電池2個で作動で きる。当該分野の専門家であれば、第3の電池によって装置の使用時間を延ばせ ることは認識されるであろう。
図12は、図1のカートリッジの一部を上から見た図であり、カートリッジには 2個の電池が装填される。図12を参照すると、2個の電池の接点アーム(14 0)は、使用しないときはカートリッジの側壁(110)に隣接する位置にある 。3ボルト電池を2個使用したいときは、接点アーム(140)をピン(142 )の回りで略90度回転させ、アーム支持体(144)に接触させる。
2個の3ボルト電池のキャビティ内に配置する場合、陽極接点面が接点アーム( 140)に対向し、陰極接点面が側壁(104)に対向するように行なうのが望 ましい。このため、陽極接点域(146) (148)は、接点アーム(140 )上にて、夫々陰極接点域(134e) (134f)に対応する位置に配置す るのが望ましい。当該分野の専門家であれば、化学成分、サイズ、電圧の異なる 電池を用いること、及び/又は電池の個数を変えることはできるであろう。
陽極接点域(146) (148)は、複数個の略矩形金属片(例えば銅)から 構成し、各金属片は独立しており、中心部を接点アーム(140)から遠ざかる 方向に僅かに屈曲させて、装填されるべき電池の陽極接点域に対して弾性表面を 形成している。当該分野の専門家にとって、陽極接点域をその他の構成にするこ とは自明であろう。
望ましい実施例において、側壁(110)には、接点ア−ム(140)の接点域 (146)(148)に対応する凹所(図示せず)を設けている。側壁(110 )の凹所は、接点アーム(140)を側壁(110)に押し当てたときに、接点 域(146)(148)が収容される空間となるもので、この構成により、接点 アームは側壁(110)と当接した状態で位置することができる。
電池が動かないようにするため、電池支持体(150)(152)を設けること により、電池を接点アーム(140)と側壁(104)の間にて相対位置を保持 することができる。望ましい実施例において、接点アーム支持体(144)及び 電池支持体(150)(152)はバネ付勢され、エネルギーパック又は電池が 配備されているときは、後退して引っ込んでいる。その他にフリップ−アップ( flip−up)式の電池支持体を用いることもできるが、これらに限定される ものではない。
望ましい実施例において、接点域(146) (148)は、2個の3ボルト電 池が互いに直列となるように電気的に接続されており、これにより必要な直流電 源がビデオカムコーダに供給される。図13は、図12に使用されるべき電池を 直列接続するときの望ましい実施例の説明図である。図13を参照すると、陽極 接点域(148)は、陰極接点域(134e)に電気的に接続されており、陽極 接点域(146)は、陰極接点域(132a)に電気的に接続されている。図1 1(図11B)を参照して説明したように、スイッチ(1106)(又は(11 08))によって、使用者は充電をコントロールできる。当該分野の専門家にと って、上記以外の電気的結合もできるであろう。
セルラー電話のような他の携帯電気装置用のエネルギーパックは、例えばビデオ ヵムコーダ用のものに比べて、通常は、幅が狭くて長い。図14は、本発明のカ ートリッジの他の実施例の部分斜視図である。
図14を参照すると、カートリッジ(1400)は、支持体と、該支持体と一体 の側壁(1402)−(1408)から構成され、これらは適当形状のエネルギ ーパック又は複数個の電池を収容できるキャビティを形成している。カートリッ ジ(1400)は、キャビティに配置されたエネルギーパック又は電池を保持す るための蓋(図示せず)と、カートリッジをセルラー電話に固定するための適当 なロック機構(図示せず)を具えることが望ましい。また、セルラー電話の陽極 接点域と陰極接点域の位置に夫々対応させて、カートリッジ(1400)の支持 ベースの底に、陽極接点域と陰極接点域(図示せず)を設けることが望ましい。
ロック機構と、陽極接点域及び陰極接点域の位置は、図1のカートリッジを参照 して説明したように、複数の異なる種類のセルラー電話にも適合できるようにす ることが望ましい。
カートリッジ(1400)のキャビティに入れられたエネルギーパックから、取 り付けられた電気装置にエネルギーを供給するために、カートリッジ(1400 )は、陽極接点軸(1410)と陰極接点軸(1412)をさらに具えており、 これら接点軸は支持ベースの底に設けられた陽極接点域と陰極接点域に夫々電気 的に接続される。
陽極接点軸(1410)と陰極接点軸(1412)は、それらの相対位置が、カ ートリッジ(1400)のキャビティ内に配置されるエネルギーパックの陽極接 点域と陰極接点域の位置に夫々対応するように配置されることが望ましい。望ま しい実施例において、短軸(1410) (1412)をエネルギーパックの陽 極接点域及び陰極接点域と強制的に接触できるようにするため、短軸(1410 )(1412)は、引込み可能とし、バネで付勢することができる。当該分野の 専門家であれば、陽極接点域と陰極接点域を上記以外の構成にすることもできる であろう。
手持ち式のセルラー電話は、一般的には公称6ボルトの直流電源で作動する。従 って、図1のカートリッジを参照して説明したように、6個のAAサイズアルカ リ電池又は6個のニッケルカドミウム電池を、カートリッジ(1400)のキャ ビティ内に配備できるようにすることが望ましい。6個の電池は、輪郭線(14 14)で示すように配置することが望ましい。
カートリッジ(1400)は接点アーム(1416) (1418)をさらに具 えており、該接点アームは、使用しないときはカートリッジの側壁(1404) に隣接して位置することが望ましい。接点アーム(1416)は、第1タイプの 接点アーム支持体(1422)まで、ピン(1420)の回りで略9o度回転す る。接点アーム(1418)は、側壁(1408)と一体に形成された第2タイ プの接点アーム支持体(1426)まで、ビン(1424)の回りで略90度回 転する。当該分野の専門家にとって、接点支持体をその他の構成にすることは可 能であろう。
側壁(1404)は、各々の接点アームに隣接する凹所を設けることが望ましい 。側壁(1404)の凹所は、接点アームを側壁(1404)に押し当てたとき に、2つの接点域(図示せず)が収容される空間となるもので、この構成により 、接点アームは側壁(1404)と当接した状態で位置することができる。
電池からエネルギーをセルラー電話に供給するために、接点アーム(1416) (1418)は、望ましくは各々の側部に2つの接点域を設ける。更に、円錐バ ネ(1428) (1430)及び円錐バネ(1432) (2434)は、夫 々、側壁(1402)及び側壁(1406)に配備することが望ましい。図1の カートリッジを参照して説明したように、接点アーム(1416)(1418) の接点域は、複数個の略矩形金属片から構成し、各金属片は独立しており、中心 部を僅かに屈曲させて、装填されるべき電池の夫々の接点域に対して弾性表面を 形成している。当該分野の専門家にとって、電池の接点域をその他の構成にする ことは可能であろう。
セルラー電話は、一般的には公称6ボルトの直流電源で作動するので、電池と電 気的に接続される接点域及び円錐バネは、共に直列に接続されることが望ましい 。望ましい実施例では、AAサイズの6個のアルカリ電池又は6個のニッケルカ ドミウム電池が、カートリッジ(1400)のキャビティ内に配置される。当該 分野の専門家であれば、異なる化学成分の電池を用いたり、電池の個数を変えて 使用できることは明らかであろう。例えば、2個の3ボルトリチウム電池を、側 壁(1406)と、側壁(1408)の回りに回動可能な接点アーム(図示せず )との間に配備することもできる。
図1のカートリッジを参照して説明したように、カートリッジ(1400)のキ ャビティ内に入れられたエネルギーバック又は二次電池を充電できるようにする ため、カートリッジ(1400)は、充電回路と、110VAC等の電源に接続 できるコネクターと充電回路をさらに具えることが望ましい。プロング(図示せ ず)は、カートリッジ(1400)の支持ベースの背部(back)に回転可能 、かつ適当な凹部に引込み可能に取り付けられる。プロング(図示せず)は、背 部に設けられたプロングの代替又は追加として、カートリッジ(1400)の側 部に設けることもできる。
図1のカートリッジを参照して説明したように、カートリッジ(1400)は、 エネルギーパンク又は電池の電荷状態を表示する装置(図示せず)を具えること もできる。
図1乃至図14において、図示された本発明のカートリッジは、電気装置と区別 される。電源(例えば、エネルギーバック又は電池)から電気装置への電気的接 続は、カートリッジのベースの外部の陽極接点域と陰極接点域を介して行なうこ とが望ましい。
また、本発明のカートリッジは適当な電源コネクター(図示せず)を具えること が出来る。コネクターは、例えば、カートリッジの側壁と一体に形成された支持 ベースの凹部に配備され、カートリッジのベースの外側に配備された陽極接点域 及び陰極接点域に電気的に接続される。
電源コネクターを用いることにより、ベースの外部の接点域を介して接続するの に適さなかった装置に対して、カートリッジ内に配備された電源を電気的に接続 することが可能となる。
図15は、本発明のカートリッジを電気装置と一体に形成した実施例を示してい る。具体的には、図15は、図6のビデオカムコーダと一体に形成した図1のカ ートリッジを示している。
図15を参照すると、側壁(104)〜(110)は、ビデオカムコーダと一体 である。接点域(1502) (1504)は、カムコーダの陽極接点域と陰極 接点域に夫々電気的に接続されている。充電回路、交流電源のコネクター及び電 荷状態表示装置は、例えば、側壁の少なくとも1つに、又は該側壁と分離された 電気装置の表面に配備される。
本発明のカートリッジは、電気装置にエネルギーを供給するために、エネルギー バック又は複数個の電池をどちらでも収容することができる。更に、本発明のカ ートリッジは、−次又は二次及びサイズの相違の等を含め、複数の異なる種類の 電池、複数の異なる種類のエネルギーバックを収容できる。カートリ・ソジはま た、該カートリッジ内に装填されたエネルギーバック及び/又は二次電池を充電 するための回路を提供する。このように、本発明のカートリッジは、エネルギー パ・ツク単独の場合よりも、はるかに大きなフレキシビリティがもたらされる。
本発明の例示的な実施例を添付の図面を参照しつつ詳細に説明したが、本発明は これらの詳細な実施例に限定されるものでないと理解されるべきである。当該分 野の専門家であれば、発明の範囲又は精神から逸脱することなく、様々な変更又 は修正をなし得るであろう。
(時間) FIG、 8 FIG、 9 FIG、 10 FIG、 13 FIG、 15

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)陽極接点及び陰極接点を有する電気装置にエネルギーを供給するエネルギ ーパック又は複数の電池のどちらでも収容できるカートリッジであって、該カー トリッジは: 第1、第2、第3及び第4の側壁を有するハウジングを具え、該ハウジングは、 これら側壁によってエネルギーバックを収容できるキャビティを形成しており前 記ハウジングには、電気装置の陽極接点の位置に対応する位置に第1の接点域、 電気装置の陰極接点の位置に対応する位置に第2の接点域を設けており;前記ハ ウジングのキャビティには、第1接点域に電気的に接続された第3の接点域と、 第2接点域に電気的に接続された第4の接点域が設けられ、第3接点域の位置は 前記キャビティ内に収容可能なエネルギーバックの陽極接点の位置に対応し、第 4接点域の位置は前記キャビティ内に収容可能なエネルギーパックの陰極接点の 位置に対応しており; 複数の第5の接点域を第1側壁に設け、複数の第6の接点域を第2側壁に設けて おり、複数の電池をキャビティ内の第1側壁と第2側壁の間に配備できるように し、各電池は、陽極接点が複数の第5接点域の中の1つの接点域に当接し、陰極 接点が複数の第6接点域の中の1つの接点域に当接するように位置決め可能であ り、複数の第5接点域と第6接点域は、複数の電池が互いに電気的に接続される ように電気的に接続され、第5接点域の終端は第1接点域に電気的に接続された 陽極接点域、第6接点域の終端は第2接点域に電気的に接続された陰極接点域で あり; ハウジングを電気装置に位置決め固定するロック機構を具備している。
  2. (2)キャビティ内でエネルギーパック又は複数の電池を保持する装置を具えて いる請求項1のカートリッジ。
  3. (3)キャビティに入れられたエネルギーパックを充電する手段を具えている請 求項1のカートリッジ。
  4. (4)キャビティに入れられた電池を充電する手段を具えている請求項1のカー トリッジ。
  5. (5)ハウジングのキャビティ内に第7の接点域と第8の接点域が設けられ、第 7接点域と第8接点域は、夫々第3接点域と第4接点域に電気的に接続されてお り、第7接点域の位置は第2のエネルギーパックの陽極接点の位置に少なくとも 部分的に対応し、第8接点域の位置は第2のエネルギーパックの陰極接点の位置 に少なくとも部分的に対応している請求項1のカートリッジ。
  6. (6)第4側壁に略平行な第1の位置と第2側壁に略平行な第2の位置に位置決 め可能な接点アームを具えており、接点アームは、第1接点域に電気的に接続さ れた第7接点域を少なくとも有しており、少なくとも1個の電池は、接点アーム の少なくとも1つの第7接点域と、第2側壁上の第6接点域の少なくとも1つと の間で位置決め可能である請求項4のカートリッジ。
  7. (7)接点アームは、第2の複数の第7接点域を有しており、該接点アームは、 第2側壁に略平行な第1の位置に位置決め可能であり、第2の複数の電池をキャ ビティ内の接点アームと第2側壁の間に配備できるようにし、各電池は、陽極接 点が複数の第7接点域の中の1つの接点域に当接し、陰極接点が第6接点域の中 の1つの接点域に当接するように位置決め可能であり、複数の第7接点域と第6 接点域は、複数の第2の電池が互いに電気的に接続されるように電気的に接続さ れ、第7接点域の終端は第1接点域に電気的に接続された陽極接点域、第6接点 域の終端は第2接点域に電気的に接続された陰極接点域である請求項4のカート リッジ。
  8. (8)接点アームは、第4側壁に略平行な第2の位置に位置決め可能である請求 項7のカートリッジ。
  9. (9)ハウジングのキャビティ内に第7の接点域と第8の接点域が設けられ、第 7接点域と第8接点域は、夫々第3接点域と第4接点域に電気的に接続されてお り、第7接点域の位置は第2のエネルギーバックの陽極接点の位置に少なくとも 部分的に対応し、第8接点域の位置は第2のエネルギーパックの陰極接点の位置 に少なくとも部分的に対応している請求項1のカートリッジ。
  10. (10)陽極接点及び陰極接点を有する電気装置にエネルギーを供給するエネル ギーパック又は複数の電池のどちらでも収容できるカートリッジであって、該カ ートリッジは: 第1、第2、第3及び第4の側壁を有するハウジングを具え、該ハウジングは、 これら側壁によってエネルギーパックを収容できるキャビティを形成しており前 記ハウジングには、電気装置の陽極接点の位置に対応する位置に第1の接点域、 電気装置の陰極接点の位置に対応する位置に第2の接点域を設けており;前記ハ ウジングのキャビティには、第1接点域に電気的に接続された第3の接点域と、 第2接点域に電気的に接続された第4の接点域を設けており、第3接点域の位置 は前記キャビティ内に収容可能なエネルギーパックの陽極接点の位置に対応し、 第4接点域の位置は前記キャビティ内に収容可能なエネルギーパックの陰極接点 の位置に対応しており; 第2の側壁に複数の第5の接点域を設けており;複数の第6の接点域を有する第 1の接点アームが第1側壁に設けられ、第1の接点アームは第2側壁に略平行な 第1の位置に位置決め可能であり、第1の複数の電池をキャビティ内の第1接点 アームと第2側壁の間に配備できるようにし、各電池は、陽極接点が第6接点域 の中の1つの接点域に当接し、陰極接点が第5接点域の中の1つの接点域に当接 するように位置決め可能であり; 第4の側壁に複数の第7の接点域を設けており;複数の第8の接点域を有する第 2の接点アームが第1の側部に設けられ、第2の接点アームは第4側壁と略平行 な第1の位置に位置決め可能であり、第2の複数の電池をキャビティ内の第2接 点アームと第4側壁との間に配備できるようにし、各電池は、陽極接点が第8接 点域の1つに当接し、陰極接点が第7接点域の1つに当接するように位置決め可 能であり;複数の第9の接点域が第1接点アームの第2の側部に設けられ、複数 の第10の接点域が第2の接点アームの第2の側部に配備され、第3の複数の電 池をキャビティ内の第1接点アームと第2接点アームの間に配備できるようにし 、各電池は、陽極接点が第9接点域の1つに当接し、陰極接点が第10接点域の 1つに当接するように位置決め可能であり; 第5、第6、第7、第8、第9及び第10の複数の接点域は、第1、第2及び第 3の複数の電池が直列に接続されるように電気的に接続され、その終端は、第1 接点域に電気的に接続された陽極接点域と、第2接点域に電気的に接続された陰 極接点域であり;ハウジングを電気装置に位置決め固定するロック機構を具備し ている。
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