TWI473327B - 具彈性尺寸及排列方向之電池系統 - Google Patents

Description

具彈性尺寸及排列方向之電池系統

相關應用的交叉參照

本申請案請求2009年11月19日申請之美國臨時專利申請案第61/262,898號且名為「不同類型電池的反向電池極性保護組件」的優先權，在此整文經由參照併入本案作為參考。

本案係關於具彈性尺寸及排列方向之電池系統。

在先前電子電池裝置的解決方案中，使用者在一特定方向中插入電池，並注意到將正極及負極端子適當地對準該裝置上的相應的極性特定接點。在這樣先前的解決的方式中，不正確地定位電池不僅會呈現該電子電路遲緩，也會造成該電池或者其它電子部件的損壞。

再者，在先前的解決方案中，可組態一裝置來接收一特定類型或尺寸的電池且維持僅該類型或尺寸的電池的一電氣連接。一不同類型或尺寸的電池將不能用於該裝置。

提供此發明內容以簡化的形式介紹一概念的選項，其在以下的實施方式中進一步詳細說明。此發明內容並非意圖用來識別所主張標的之關鍵特徵或重要特徵，亦非意圖用於限制所主張標的之範疇。所主張標的之其他特徵、細節、應用以及優勢將自如下實施方式所描述的各種態樣以及更進一步在隨附圖式描述的以及在隨附申請專利範圍中的實施而為顯而易見。

根據本揭露的一態樣，茲提供一電池接和系統來在不同定向中接受各種類型及/或尺寸的電池以達到一電器連接。根據另一態樣，該電池接合系統可包含可調整來容納不同直徑電池的啟動保持臂，其延伸來保持較小直徑電池以及進行縮回以致不會阻礙較大直徑電池。根據另一態樣，該電池接合系統可包含可調整來容納不同長度電池的一轉變組件，其延伸來保持較短電池以及進行縮回來容納較大電池。

本揭露係關於一電池接合系統，其可接受不同類型的電池來在不同定位中且具有相反極性的保護而與正極及負極接點進行電氣連接。在許多案例中，一電池將具有兩個端子(正極及負極)，其被電氣連接至一對接點組件。該對接點組件呈現以兩個不同定向的一者在該電池接合系統中實體定向一電池的可能性。此中描述的電池接合系統範例允許不同類型的電池在任一定向中被有效連接。換句話來說，在任一定向，可建立適當電氣連接來允許操作以及避免在僅允許一類型電池的有效定向的先前解決方案中會發生的電氣/機械損害。

例如，一AA-電池或者一AAA-電池任一者能夠在任一定向中被插入該電池接合系統，以致使該正確極性被傳遞至該雙接點組件來達到電氣連接。此允許一使用者在電池選擇性及可利用性上較具自由度及彈性度以及容誤安裝的便利定向。雖然此中範例注焦於一AA-電池以及一AAA-電池的使用，吾人應可瞭解到本討論可應用於其它電池以及端子組態。

例如，可組態一電池接合系統來接收以及達到與包含AAA-電池、AA-電池、C-電池、D-電池或任何其他適用的圓柱型或鈕型電池的各種不同類型電池的任一者的一有效電氣連接。在特定具體實施例中，可組態一電池接合系統來在不同定向中接受兩種不同類型的電池(例如AA-類型及AAA-類型)。在特定具體實施例中，可組態一電池接合系統來在不同定向中接受超過兩種不同類型的電池(例如D-類型、C-類型、AA-類型及AAA-類型)。

第1A圖顯示經組態來接受兩種不同尺寸/類型的電池的一正極端子或一負極端子的一雙接點組件100的一工作側。可使用該雙接點組件100在一電池接合系統中結合一相對的雙接點組件來當一電池在一第一定向或一第二定向中係實體式以及電氣式地在該相對的雙接點組件之間時達到一電氣連接，如在第2-5圖中的範例的方式所示。

該雙接點組件包含一負極接點102、一絕緣連接器104、及一正極接點106。該負極接點102經定位在該雙接點組件100的正面或者內部面藉以實體地接觸一電池的一負極端子的一實質平坦表面來達到當該電池為在兩定向的一者中時的一電氣連接。該負極接點102形成一中心設置的透通區域108，其允許一電池的一正極端子來突出穿過該負極接點102以及當該電池在該兩定向的其他者中時接觸該正極接點106來達到一電氣連接。該透通區域108大於該正極端子的直徑，以致使當該正極端子被定位來接觸該正極接點時不接觸該負極接點。該透通區域108係被中心設置來容納該正極端子。相應地，該負極端子實質地在該負極接點的周圍處與該負極接點102進行電氣連接。

該絕緣連接器104係定位在該正極接點106以及該負極接點102之間以避免該兩接點彼此接觸而造成短路。該絕緣連接器104形成一與透通區域108對準的透通區域110，藉以允許一電池的一正極端子來接觸該正極接點106。由該絕緣連接器104形成的該透通區域110稍微小於由負極接點102形成的透通區域108。此允許當該正極端子與正極接點106進行電氣連接時，該絕緣連接器104來支持該正極端子而不會該正極端子接觸該負極接點。特定來說，該絕緣連接器104避免該正極端子的弧線周圍的邊緣接觸形成該透通區域的該負極接點的薄邊緣。

在特定具體實施例中，該絕緣連接器實體上可將該負極接點與該正極接點連接同時避免該負極接點和該正極接點之間的電氣連接。在特定具體實施例中，該絕緣連接器可以實質上限制電氣傳導的一電氣絕緣材質製造。在特定具體實施例中，該絕緣連接器可被省略並且該負極接點與該正極接點被足夠遠地隔開來避免彼此電氣連接。

使該正極接點106自該負極接點102為凹入以允許一電池的一正極端子突出通過該負極接點且與該正極接點電氣連接。相應地，因為該正極接點106自該負極接點102為凹入，一電池的一平坦負極端子當其定位來與該負極接點進行電氣連接時不會接觸該正極接點。再者，該正極接點106係透過透通區域108以及透通區域110中央地被曝露以致使被與一電池的該正極端子對準。

應瞭解包含一突出正極端子以及一平坦負極端子的電池範例並不作為限制。的確，一電池也能夠具有一正極平坦端子和一突出負極端子。如下所述電路的極性能夠被反轉來容納這樣的電池。

繼續參照第1圖，該雙接點組件100包含不同部分，其各者可經組態來定位一不同類型及/或尺寸的電池的一正極端子以便與正極接點106進行電氣連接。該雙接點組件100包含一第一部分，其形成一較大徑向凹槽112，用於定位一較大電池的一正極端子以便來與該正極接點106進行電氣連接。如第1B圖所示，該較大電池的正極端子在該正極接點上一較上部位置116處與正極接點106進行連接。較大徑向凹槽112具有一半徑A，其係置中較上部位置116。該較大徑向凹槽112具有一直徑，其容納該較大電池的正極端子的直徑來提供該較大電池上的輕微軸向壓縮以協助保持該電池在位置116來維持電氣連接。該較大徑向凹槽112係由一左側弧段122以及一右側弧段124所形成。該左側弧段122以及該右側弧段124由一形成一較小徑向凹槽114的第二部份中斷，以致使一間隔在該左側弧段以及該右側弧段之間被形成。

該較小徑向凹槽114係用於定位一較小電池的一正極端子來與該正極接點106進行電氣連接。如第1B圖所示，該較小電池的正極端子在該正極接點上的一較低位置處與正極接點106連接。該較小徑向凹槽114具有一半徑B，其係置中較低部位置118，其小於該較大徑向凹槽112的半徑A。該較小徑向凹槽114具有一直徑，其容納該較小電池的正極端子的直徑來提供該較小電池上的輕微軸向壓縮以協助保持該電池在適當位置來維持電氣連接。

在所描述的範例中，該較小徑向凹槽114以及較大徑向凹槽112係為垂直排列，以致使在其處該較大電池可與該正極接點進行電氣連接的該較上部位置116與在其處該較小電池可與該正極接點進行電氣連接的該較低位置118係為垂直排列。在不悖離此中揭漏的範疇下，也可使用其他組態。該間隙120避免該較小電池的較小直徑正極端子在該較大電池將與該正極接點連接的位置116處與該正極接點106電氣連接。

相對地，先前的解決方案不會包含用來容納不同尺寸的電池的不同尺寸徑向的凹槽，一較小電池的正極端子不會被安全化，但可在該較大徑向凹槽內移動，且因此也不會握持住該電池來維持與該正極接點的電氣連接。

其他方面，雙接點組件100的間隙120允許該較小電池的正極端子落入該較小徑向凹槽來在與該正極接點的電氣連接中被安全化。此外，該較小徑向凹槽114避免一較大電池的正極端子在該較低位置118處與該正極接點106電氣連接，其係因為該較小徑向凹槽的直徑小於該較大電池的正極端子的直徑。

在描述的具體實施例中，該絕緣連接器104形成該較大徑向凹槽112以及該較小徑向凹槽114。吾人應可瞭解到該較大徑向凹槽以及該較小徑向凹槽可由該雙接點組件的任何適當元件來形成。在特定具體實施例中，該等徑向凹槽可不同地定位在該雙接點組件上以便容納不同電池位置。在特定具體實施例中，可使用非徑向凹槽的結構來支持不同類型電池的正極端子。在特定具體實施例中，該雙接點組件可包含超過兩個具有不同尺寸的徑向凹槽以便來容納超過兩個不同類型電池的正極端子。

吾人應可瞭解到該雙街點組件的該等徑向凹槽的各者可被尺寸化來容納不同類型的電池。再者，該不同的徑向凹槽可被不同地尺寸化來容納不同類型的電池的不同組合。例如，該雙接點組件可包含經組態來接收一AAA-電池或者一AA-電池之任一者的徑向凹槽。又另一範例，該雙接點組件可包含經組態來接收一C-電池或者一D-電池之任一者的徑向凹槽。

該下面的圖表顯示不同類型電池的雙街點組件的如上所述之徑向凹槽的近似尺寸(公釐)。該A尺寸相應至該較大徑向凹槽的半徑。該B尺寸相應至該較小徑向凹槽的半徑。該C尺寸相應至由負極接點102所形成的透通區域108的一第一部分的一半徑以便來容納較大的電池。該D尺寸相應至由負極接點102所形成的透通區域108的一第二部分的一半徑以便來容納較小的電池。該C尺寸被尺寸化來稍微大於該A尺寸以致使當該較大電池的正極端子與該正極接點進行電氣連接時，該正極端子不會接觸該負極接點。相似地，該D尺寸被尺寸化來稍微大於該B尺寸以致使當該較小電池的正極端子與該正極接點進行電氣連接時，該正極端子不會接觸該負極接點。該E尺寸係為該較大電池以及該較小電池的電池軸向中線之間的距離一換句話來說，在其處該較大電池被定位來與該正極接點進行電氣連接的該較上部位置與在其處該較小電池被定位來與該正極接點進行電氣連接的該較低位置。

第2-5圖顯示不同類型/尺寸的電池如何能夠在一電池接合系統200之不同定位中與一雙接點組件100進行電氣連接的範例。第2圖顯示一正極端子204與正極接點106電氣連接的一第一定向中的一較大電池202。當該較大電池202在該第一定向中時，該正極接點106經組態來與該較大電池202的正極端子204電氣連接而該較大電池的正極端子不會與該負極接點102電氣連接。為了描述的清楚性，該較大電池的正極端子以及該負極接點之間的間隙係顯示以純黑。當該較大電池202在該第一定向中時，該較大電池的正極端子204在位置116處與該正極接點106進行電氣連接，其與該較大電池的一縱軸A-A對應。

第3圖顯示較大電池的一負極端子206與雙接點組件100的負極接點102電氣連接的一第二定向中的一較大電池202。當該較大電池202在該第二定向中時，該負極接點102經組態來與該較大電池202的負極端子206電氣連接而該較大電池的負極端子不會與該正極接點106電氣連接。當該較大電池202在該第二定向中時，該較大電池的該縱軸A-A實質上與該位置116對準。換句話來說，該較大電池202在第一定向以及第二定向兩者中維持相同軸向對準。

第4圖顯示較小電池的一正極端子210與雙接點組件的正極接點106電氣連接的一第一定向中的一較小電池208。該較小電池208具有一較小直徑、一較短長度、以及比該較大電池的正極端子的直徑具有一較小直徑的一正極端子。當該較小電池208在該第一定向中時，該正極接點106經組態來與該較小電池208的正極端子210電氣連接而該較小電池的正極端子不會與該負極接點102電氣連接。為了描述的清楚性，該較小電池的正極端子以及該負極接點之間的間隙係顯示以純黑。當該較小電池208在該第一定向中時，該較小電池的正極端子210在位置118處與該正極接點106進行電氣連接，其與該較小電池的一縱軸B-B對應。

第5圖顯示較小電池的一負極端子212與雙接點組件100的負極接點102電氣連接的一第二定向中的一較小電池208。當該較小電池208在該第二定向中時，該負極接點102經組態來與該較小電池208的負極端子212電氣連接而該較小電池的負極端子不會與該正極接點106電氣連接。當該較小電池208在該第二定向中時，該較小電池的該縱軸B-B實質上與該位置118對準。換句話來說，該較小電池208在第一定向以及第二定向兩者中維持相同軸向對準。

第6圖顯示一電池接合系統600的一具體實施例，其包含一第一雙接點組件602以及一第二雙接點組件604。為了說明的清楚性，該第一雙接點組件602以及該第二雙接點組件604係顯示以面對相同方向的工作側。然而，應可瞭解到在實施中相對的雙接點組件被定向以彼此面向的工作側。再者，如第11及12圖所描述，一轉變組件可用來改變相對的雙接點組件之間的距離以容納具有不同長度的電池。各雙接點組件包含一正極接點以及一負極接點。再者，各雙接點組件包含不同徑向凹槽，其用來定位一特定類型及/或尺寸的電池(例如AA-類型、AAA-類型等等)的一正極端子以電氣連接該雙接點組件的正極接點而不是該正極端子電氣連接該雙接點組件的的負極接點。這樣的特徵允許不同類型的電池來在電池接合系統的不同定向中達到與該雙接點組件的一電氣連接。此外，這樣的特徵提供在電子裝置中的較多彈性電池電力/電荷選項，且可減少由於反向極性的電池或部件的損壞可能性。

例如，在該電池接合系統600中當一較大電池被插入一第一定向時，該較大電池的一正極端子與該第一雙接點組件602的正極接點電氣連接而不是該較大電池的正極端子與該第一雙接點組件的負極接點電氣連接。相應地，該較大電池的一負極端子與該第二雙接點組件604的負極接點電氣連接而不是該較大電池的負極端子與該第二雙接點組件的正極接點電氣連接。當該較大電池係在該第一定向時，該較大電池具有一縱軸A-A。

在該電池接合系統600中當一較大電池被插入一第二定向時，該較大電池的正極端子與該第二雙接點組件604的正極接點電氣連接而不是該較大電池的正極端子與該第二雙接點組件的負極接點電氣連接。相應地，該較大電池的負極端子與該第一雙接點組件602的負極接點電氣連接而不是該較大電池的負極端子與該第一雙接點組件的正極接點電氣連接。當該較大電池係在該第二定向時，該較大電池具有相同的縱軸A-A。換句話來說，該較大電池在該第一定向及該第二定向兩者中維持相同軸向對準。

如另一範例，當一較小電池被插入該電池街合系統600的一第一定向時，該較小電池的一正極端子與該第一雙接點組件602的正極接點電氣連接而不是該較小電池的正極端子與該第一雙接點組件的負極接點電氣連接。相應地，該較小電池的一負極端子與該第二雙接點組件604的負極接點電氣連接而不是該較小電池的負極端子與該第二雙接點組件的正極接點電氣連接。當該較小電池係在該第一定向時，該較小電池具有一縱軸B-B。

在該電池接合系統600中當該較小電池被插入一第二定向時，該較小電池的正極端子與該第二雙接點組件604的正極接點電氣連接而不是該較小電池的正極端子與該第二雙接點組件的負極接點電氣連接。相應地，該較小電池的負極端子與該第一雙接點組件602的負極接點電氣連接而不是該較小電池的負極端子與該第一雙接點組件的正極接點電氣連接。當該較小電池係在該第二定向被插入時，該較小電池具有相同的縱軸B-B。換句話來說，該較小電池在該第一定向及該第二定向兩者中維持相同軸向對準。

該雙接點組件可經組態來放置該較大及較小電池，以致使它們的縱軸係垂直對準及/或當該較大及較小電池係在任一定向時實質上彼此平行。

第7圖顯示一電池接合系統的另一具體實施例，其包含一第一雙接點組件702、一第二雙接點組件704、以及一第三雙接點組件706。為了簡單說明，第一雙接點組件702、第二雙接點組件704、以及第三雙接點組件706係以在相同定位中面對的工作側來顯示。然而，應瞭解到相對雙接點組件在實施中也可被定位以彼此面對的工作側。換句話來說，雙接點組件702的工作側實施上可面對雙接點組件704以及雙接點組件706兩者的工作側。

該第一雙接點組件702經組態來在不同定向中接收不同尺寸的電池。該第二雙接點組件704經組態來在不同定向中接收一較大電池。特定上，該第二雙接點組件704包含一徑向凹槽708，用於定位該較大電池的一正極端子以與該第二雙接點組件的一負極接點電氣連接。該第三雙接點組件706經組態來在不同定向中接收一較小電池。特定上，該第三雙接點組件706包含一徑向凹槽710，用於定位該較小電池的一正極端子以與該第三雙接點組件的一負極接點電氣連接。

該第三雙接點組件706係被定位於該電池接合系統700內的該第二雙接點組件704下，以致使不會妨礙一較大電池與該第一雙接點組件702以及該第二雙接點組件704電氣連接。例如，該第三雙接點組件可被以一角度凹入進入該電池接合系統700的一底板。相似地，因為該第二雙接點組件704被定位在該電池接合系統700中的第三雙接點組件706之上，該第二雙接點組件不會妨礙一較小電池與該第一雙接點組件702以及該第三雙接點組件706電氣連接。這樣的特徵允許不同類型的電池來達到在不同定位中基於該電池的類型及/或長度與該第一雙接點組件702以及該第二雙接點組件704或該第三雙接點組件706進行電氣連接。

例如，當該較大電池在該電池接合系統700中於一第一定向被插入時，該較大電池的一正極端子與該第一雙接點組件702的一正極接點電氣連接而不是該較大電池的正極端子與該第一雙接點組件的一負極接點電氣連接。相應地，該較大電池的一負極端子與該第二雙接點組件704的一負極接點電氣連接而不是該較大電池的負極端子與該第二雙接點組件的一正極接點電氣連接。

當該較大電池在該電池接合系統700中於一第二定向被插入時，該較大電池的正極端子與該第二雙接點組件704的正極接點電氣連接而不是該較大電池的正極端子與該第二雙接點組件的負極接點電氣連接。相應地，該較大電池的負極端子與該第一雙接點組件702的負極接點電氣連接而不是該較大電池的負極端子與該第一雙接點組件的正極接點電氣連接。

又如另一範例，當一較小電池在該電池接合系統700中於一第一定向被插入時，該較小電池的一正極端子與該第一雙接點組件702的正極接點電氣連接而不是該較小電池的正極端子與該第一雙接點組件的負極接點電氣連接。相應地，該較小電池的一負極端子與該第三雙接點組件706的一負極接點電氣連接而不是該較小電池的負極端子與該第三雙接點組件的一正極接點電氣連接。

當該較小電池在該電池接合系統700中於一第二定向被插入時，該較小電池的正極端子與該第三雙接點組件706的正極接點電氣連接而不是該較小電池的正極端子與該第三雙接點組件的負極接點電氣連接。相應地，該較小電池的負極端子與該第一雙接點組件702的負極接點電氣連接而不是該較小電池的負極端子與該第一雙接點組件的正極接點電氣連接。

該較大電池在該第一定位及該第二定位兩者中維持相同軸向對準A-A。相似地，該較小電池在該第一定位及該第二定位兩者中維持相同軸向對準C-C。該雙接點組件可經組態來放置該較大及較小電池，以致使它們的縱軸可以當該較大及較小電池係在任一定向時被垂直對準。該雙接點組件可經組態以放置該較大及較小電池，以致使它們的縱軸可以當該較大及較小電池係在任一定向時被偏斜(即，非平行)。

當電池接合系統700包含經組態來容納一單一尺寸電池的第二及第三雙接點組件時，應瞭解到該第二及第三雙接點組件可經組態相似該第一雙接點組件。使用該相同部份可減低製造成本。如另一範例具體實施例，替代使用相同部份，該第一雙接點組件602及/或該第二雙接點組件604可包含一彈簧或順從(compliant)特性來允許該相同電池尺寸/類型內的尺寸變化(也就是，以製造電池本身的變化來說，一小的AA或者一大的AAA)。在此方式中，可不論製造變化而促進電氣傳導。相似地，該第一雙接點組件702、該第二雙接點組件704及/或該第三雙接點組件706可包含一彈簧或順從(compliant)特性來允許該相同電池尺寸/類型內的尺寸變化(也就是，以製造電池本身的變化來說，一小的AA或者一大的AAA)。在此方式中，可不論製造變化而促進電氣傳導。

第8A-8C圖係顯示該電氣連接如何能夠在如上所述之該電池接合系統中被達成的圖式。在第8A圖中，該電軌跡802及804係顯示為這些被連接至個別的線連接806及808，該等線連接係往由電池800所配電的裝置(未顯示)的電路(也未顯示)。該電池800經顯示且未連接至第8A圖中的電路。亦顯示該個別的雙接點組件810a及810b以及它們個別的接點812a及812b，以及負極接點814a及814b。該電池800係在第8A圖中之一相對中性位置所顯示，該個別的正極及負極端子816及818不碰觸該雙接點組件之任何各接點。更進一步的指示係針對朝向在第8B圖中顯示的該連接的定向B中的電池的旋轉而提供，或者朝向在第8C圖中顯示的該連接的定向C中的電池的旋轉而提供。

在第8B圖中，該電池800被顯示為它將被連接與接觸該雙接點組件810a的該正極接點812a的該正極端子816，且該電池800的負極端子818正接觸該雙接點組件810b的該負極接點814b。一封閉電路係在第8B圖中由個別的軌跡802及804的實線部份所顯示，藉此提供電流至該個別的正極及負極線連接806及808。該未使用的接點仍然電連接至所使用的那者，但不參與於封閉電路中。

該電池的實質相對定位以及電流係顯示在第8C圖，其中該電池800係顯示為其將在第8A圖的C方向中被旋轉且因此連接以接觸該雙接點組件816b之正極接點812b的正極端子816，同時該電池800的負極端子818係接觸該雙接點組件810a之負極接點814a。相對於第8B圖，一封閉電路係經由個別軌跡802及804的實線部分顯示在第8C圖中，其因此提供電流至個別的正及負線連接806及808。再次地，該未使用的接點仍然電連接至所使用的那者，但不參與於封閉電路中。

第9-10圖係為一電池接合系統900的一具體實施例的截面。該電池接合系統900包含一殼體912，可在一第一雙接點組件904以及一第二雙接點組件922之間(如第11-12圖所示)不同的定向中插入不同尺寸/類型的電池於該殼體中來達到一電氣連接。為了容納具有不同直徑尺寸的電池，該電池接合系統900包含一致動機構906。該致動機構906可包含一彈簧或順從特性來強加一偏壓於該致動機構的移動上以縱向地維持一較小電池與該雙接點組件電氣連接。在該描述的具體實施例中，該致動機構906包含各維持臂，該等維持臂能夠被選擇地致動來縱向地維持較小直徑電池與該雙接點組件電氣連接。相應地，該致動機構906係經組態來為具可縮回性以便容納較大直徑電池，其能夠透過該電池以及該殼體912之間的壓縮力來維持與該雙接點組件進行電氣連接。

在具體實施例中，該致動機構906的致動維持臂以一樞軸908放射地致動。該樞軸908實質上平行於插入該電池接合系統900中之一電池的一縱軸而設置。該致動維持臂可由一轉矩彈簧920(如圖11-12所示)彈簧載入，其偏移該維持臂來延伸朝向彼此以提供壓縮來握持一較小直徑電池於該致動維持臂之間。

第9圖顯示一具有足夠大來移開該致動維持臂906的直徑的一較大電池910。該較大電池910係足夠大且足夠重來克服轉矩彈簧920的彈力以造成當該較大電池910被插入該電池接合系統900時該致動維持臂縮回至殼體912中之個別的凹處914及916。在特定具體實施例中，該殼體可包含一結構(例如一電池隔間蓋)用以施加一下壓力來協助保持一較大電池安全定位。該致動維持臂致動至個別的凹處914及916以致使不妨礙該較大電池在該第一雙接點組件904及該第二雙接點組件922之間進行電氣連接(如第11-12圖所示)。在928，第9圖也顯示一空的電池隔間，其中沒安裝一較大電池也沒安裝一較小電池。

第10圖顯示具有小於較大電池910之一直徑的一較小電池902。在第10圖中，較小電池902係經由該致動機構906被維持在與該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922(如第11-12圖所示)的電氣連接中。該較小電池902可以足夠力來被插入該電池接合系統900的殼體912中，以便暫時克服轉矩彈簧920(如第11-12圖所示)的彈力，以致使該較小電池902被放置在致動機構906的致動維持臂之間。當該較小電池902被放置在該致動維持臂之間時，該轉矩彈簧920(如第11-12圖所示)的彈力偏壓該致動維持臂來延伸朝向彼此且維持該較小電池902於與該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922的電氣連接中。該致動機構906可將該較小電池置中以將該正極端子對齊用於放置該正極端子來與該雙接點組件的正極接點電氣連接的該雙接點組件的徑向凹槽。

該致動維持臂包含促進該致動維持臂的設置以致使一電池可簡單地與該致動維持臂進行互動的特徵。在一具體實施例中，致動機構906的致動維持臂包含傾斜該電池的曲線邊緣的邊緣918，以致使該電池可在該致動維持臂之間中滑動。在特定具體實施例中，該致動維持臂包含低摩擦表面以及/或滾輪來容納一電池的進入。在特定具體實施例中，該致動維持臂包含一形成斜面的邊緣來容納一電池的進入。在特定具體實施例中，該致動維持臂包含一耳或其他特徵來被抓緊或者來由一使用者操作來放置該致動維持臂以插入一電池。在特定具體實施例中，電池接合系統900可經組態來避免該致動維持臂彼此關閉(例如該致動維持臂及/或殼體包含機械停件)。

第9及10圖中的例示性電池接合系統900不為限制。可使用任何用於安全設置電池與相對雙接點組件電氣連接的適當的機構。例如，在特定具體實施例中，當一電池被插入該電池接合系統的殼體時，致動維持臂可橫向地致動而非樞轉。例如，各致動維持臂可被彈簧載入以橫向地致動以及偏壓來延伸朝向彼此以維持一較小直徑電池。再者，該致動維持臂可被橫向設置以凹進該電池接合系統的殼體中來容納一較大直徑的電池。在另一範例中，可使用能夠置中一較小電池但可被設置來容納一較大電池之順從的橡膠、彈性體、泡沫塑料或其他材質。

在928，第10圖顯示一範例電池隔間，其中沒安裝一較大電池或者較小電池。

第11-12圖係為該電池接合系統900的底視。該電池接合系統900包含一移動組件924來調整該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922之間的一距離，以便維持不同長度電池在電氣連接中。在具體實施例中，該移動組件924包含一螺旋狀彈簧926，其耦接至該雙接點組件922。當一電池被插入該電池接合系統900的殼體912中時，該螺旋狀彈簧926被壓縮且該螺旋狀彈簧的彈簧力維持該電池與該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922的電氣連接。該第二雙接點組件922及/或移動組件924可被互連以由該殼體912形成的一滑動接頭(例如稜柱的接頭、楔形榫頭等等)以便來導引當該螺旋狀彈簧926延伸及收縮時該第二雙接點組件的移動。這樣的設置並不作為限制。任何用於改變該相對雙接點組件的相對定位的機構皆可使用。例如，該移動組件可轉變、收縮、樞轉、及/或懸臂(cantilever)來改變一或多個雙接點組件的定位。吾人應可瞭解到也可使用非螺旋狀彈簧的彈簧。例如，可使用徑向彈簧或轉矩彈簧。再者，也可使用由順從的橡膠、彈性體、金屬、塑膠、泡沫塑料或其他材料所製作的線性彈簧。應可瞭解，相較於滑動一接頭，也可使用一校準機構。

第11圖顯示插入該電池接合系統900的殼體912的較大電池910。當該較大電池910被插入該電池接合系統900的殼體912中時，該螺旋狀彈簧926被壓縮且該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922之間的距離相對於沒有插入電池時的一位置而被增加。該螺旋狀彈簧926的彈簧力被施加至該較大電池910以維持該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922之間的一電氣連接。再者，當該較大電池910被插入該電池接合系統900的殼體912中時，該致動機構906的致動維持臂繞著樞軸908旋轉來開啟以及容納該較大電池。相應地，當該致動機構906的致動維持臂旋轉，該轉矩彈簧920變平。

在928，第11圖也顯示一範例電池隔間，其中沒安裝一較大電池或者較小電池。

第12圖顯示插入該電池接合系統900的殼體912的較小電池902。當該較小電池902被插入該電池接合系統900的殼體912中時，該螺旋狀彈簧926被壓縮且該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922之間的距離相對於沒有插入電池時而被增加。然而，因為該較小電池902短於該較大電池910，該螺旋狀彈簧被壓縮小於當該較大電池910被插入該殼體時。該螺旋狀彈簧的彈簧力被施加至該較小電池902以維持該第一雙接點組件904以及該第二雙接點組件922之間的一電氣連接。再者，當該較小電池902被插入該電池接合系統900的殼體912中時，該致動機構906的致動維持臂繞著樞軸908旋轉朝向彼此來維持該較小電池。相應地，當該致動機構906的致動維持臂旋轉，該轉矩彈簧920扭轉來施加彈力以維持該致動維持臂針對該較小電池902而關閉。

應可瞭解到該第一雙接點組件以及/或該第二雙接點組件可透過一移動組件來調整至一第一位置以允許該較大電池與該第一雙接點組件以及該第二雙接點組件進行電氣連接以及至一第二位置以允許該較小電池與該第一雙接點組件以及該第二雙接點組件進行電氣連接。換句話來說，該等雙接點組件之一或兩者可被耦接至一移動組件。在特定具體實施例中，一或多個雙接點組件可包含順從的特徵來負責製造不同尺寸/類型電池的尺寸變化。在某些具體實施例中，該等雙接點組件的兩者都不透過移動組件來移動。

根據上述的組態，一電池接合系統係提供兩相對定向之一中不同類型電池的插入以及維持，另提供適當電流於任一的定向中。這大大地減低不適當或者不正確電池安裝的可能性。再者，當包含該致動維持臂時，提供不同直徑電池的縱向的維持以及對準；且當包含轉變組件時，提供不同長度電池的橫向維持。上述的設置提供持續的電氣接觸以及適當的極性電流至電力裝置而不論插入該電池接合系統中的該電池的位置或者類型。

本揭露係廣泛地應用至圓柱型或者矩形柱體或者具有與電池的一端的突出物的一端子或者該電池之相對端的一實質上平坦的端子的其他形狀電池。這樣電池的範例可包含例如A、AA、AAA、AAAA、C、D、或者相似這樣尺寸或形狀的其他者。應注意到，雖然典型使用可以正極突出物/平坦負極端子電池；本裝置及方法可使用以具有平坦正極端子以及突出負極端子的電池。

吾人應可瞭解到，此中具體實施例係為例示性且不為限制，因為本發明的範疇係由隨附申請專利範圍所界定而非由說明，且所有改變應落入申請專利範圍的範疇中，此中範疇的均等物應由申請專利範圍來涵蓋。

102．．．負極接點

104．．．絕緣連接器

106．．．正極接點

108．．．透通區域

110．．．透通區域

112．．．較大徑向凹槽

114．．．較小徑向凹槽

116．．．較上部位置

118．．．較低部位置

120．．．間隙

122．．．左側弧段

124．．．右側弧段

200．．．電池接合系統

202．．．較大電池

204．．．正極端子

206．．．負極端子

208．．．較小電池

210．．．正極端子

212．．．負極端子

600．．．電池接合系統

602．．．第一雙接點組件

604．．．第二雙接點組件

702．．．第一雙接點組件

704．．．第二雙接點組件

706．．．第三雙接點組件

708．．．徑向凹槽

710．．．徑向凹槽

802、804．．．電軌跡

806、808．．．線連接

810a、810b．．．雙接點組件

812a、812b．．．接點

814a、814b．．．負極接點

816．．．正極端子

818．．．負極端子

900．．．電池接合系統

902．．．較小電池

904．．．第一雙接點組件

906．．．致動機構

908．．．樞軸

910．．．較大電池

912．．．殼體

914、916．．．凹處

918．．．邊緣

920．．．轉矩彈簧

922．．．第二雙接點組件

924．．．移動組件

926．．．螺旋狀彈簧

第1A-1B圖顯示經組態來在不同定向中與不同尺寸/類型的電池進行互動的一雙接點組件；

第2圖顯示在一第一定向中與一較大電池作電氣連接的第1A-1B圖的雙接點組件；

第3圖顯示在一第二定向中與該較大電池作電氣連接的第1A-1B圖的雙接點組件；

第4圖顯示在一第一定向中與一較小電池作電氣連接的第1A-1B圖的雙接點組件；

第5圖顯示在一第二定向中與一較小電池作電氣連接的第1A-1B圖的雙接點組件；

第6圖顯示一電池接合系統的一具體實施例；

第7圖顯示一電池接合系統的另一具體實施例；

第8A-8C圖顯示一電池接合系統的一具體實施例的電氣圖解；

第9圖顯示設置啟動保持臂的具有一較大電池的一電池接合系統的一具體實施例的一截面；

第10圖顯示由啟動保持臂維持具有一較小電池的一電池接合系統的一具體實施例的一截面；

第11圖係為具有壓縮來維持一較大電池的一轉變組件的一電池接合系統的一底視圖；

第12圖係為具有延伸來維持一較小電池的一轉變組件的一電池接合系統的一底視圖。

102．．．負極接點

104．．．絕緣連接器

106．．．正極接點

108．．．透通區域

110．．．透通區域

112．．．較大徑向凹槽

114．．．較小徑向凹槽

116．．．較上部位置

118．．．較低部位置

120．．．間隙

122．．．左側弧段

124．．．右側弧段

Claims (20)

1. 一種電池接合系統，該電池接合系統包含：一第一雙接點組件，該第一雙接點組件包含一第一負極接點，該第一負極接點鄰近一第一正極接點，該第一負極接點與該第一正極接點電氣隔絕；一第二雙接點組件，該第二雙接點組件包含一第二負極接點，該第二負極接點鄰近一第二正極接點，該第二負極接點與該第二正極接點電氣隔絕；一移動組件，該移動組件經組態以調整該第一負極接點與該第二正極接點間的一距離以及調整該第一正極接點與該第二負極接點間的一距離；及一致動機構，該致動機構包含兩個致動維持臂，該等致動維持臂係被彈簧載入且被偏壓以徑向樞轉朝向彼此，以由接合一電池之一凸表面縱向地維持該電池與該第一雙接點組件及該第二雙接點組件的電氣連接。
2. 如請求項1所述之電池接合系統，其中該第一負極接點以及該第一正極接點係經組態以致使當一第一電池係在該電池接合系統的一第一定向中時，該第一正極接點與該第一電池的一第一正極端子進行電氣連接而不是該第一電池的該第一正極端子與該第一負極接點進行電氣連接；且當該第一電池係在該電池接合系統的不同於該 第一定向的一第二定向中時，該第一負極接點與該第一電池的一第一負極端子進行電氣連接而不是該第一電池的該第一負極端子與該第一正極接點進行電氣連接。
3. 如請求項2所述之電池接合系統，其中該移動組件經組態以選擇性地將該第一負極接點與該第二正極接點以一距離隔開，該距離對應該第一電池之一長度；且其中該移動組件經組態以將該第一正極接點與該第二負極接點以該距離隔開，該距離對應該第一電池之該長度。
4. 如請求項3所述之電池接合系統，其中該第一負極接點及該第一正極接點經組態致使當一個與該第一電池不同標準尺寸的第二電池係在該電池接合系統的該第一定向中時，該第一正極接點與該第二電池的一第二正極端子進行電氣連接而不是該第二電池的該第二正極端子與該第一負極接點進行電氣連接；且當該第二電池係在該電池接合系統的該第二定向中時，該第一負極接點與該第二電池的一第二負極端子進行電氣連接而不是該第二電池的該第二負極端子與該第一正極接點進行電氣連接。
5. 如請求項4所述之電池接合系統，其中該移動組件經組態以選擇性地將該第一負極接點與該第二正極接點以一距離隔開，該距離對應該第二電池之一長度；且其中 該移動組件經組態以將該第一正極接點與該第二負極接點以該距離隔開，該距離對應該第二電池之該長度。
6. 如請求項5所述之電池接合系統，其中在該第一定向中的該第一電池的一第一縱軸係相同於在該第二定向中該第一電池的一縱軸；及其中在該第一定向中的該第二電池的一第二縱軸係相同於在該第二定向中該第二電池的一縱軸。
7. 如請求項6所述之電池接合系統，其中該第一縱軸係與該第二縱軸垂直對準。
8. 如請求項2所述之電池接合系統，其中該等致動維持臂係經組態以當該第一電池被插入該電池接合系統中時縮回進入該電池接合系統的一殼體中的凹處。
9. 如請求項4所述之電池接合系統，其中該第一雙接點組件更包含：一第一徑向凹槽，該第一徑向凹槽係用於放置該第一電池的該第一正極端子以便在一第一位置中與該第一正極接點進行電氣連接；及一第二徑向凹槽，該第二徑向凹槽係用於放置該第二電池的該第二正極端子以便在不同於該第一位置的一第二位置中與該第一正極接點進行電氣連接，其中該第二 徑向凹槽係經組態用以避免該第一電池的該第一正極端子在該第二位置中與該第一正極接點進行電氣連接。
10. 如請求項9所述之電池接合系統，其中該第一徑向凹槽具有一第一半徑且該第二徑向凹槽具有小於該第一半徑的一第二半徑，且其中該第二徑向凹槽中斷該第一徑向凹槽。
11. 如請求項10所述之電池接合系統，其中該第一半徑大約2.75毫米且該第二半徑大約1.9毫米。
12. 一種電池接合系統，該電池接合系統包含：一第一雙接點組件，該第一雙接點組件包含一第一負極接點，該第一負極接點鄰近一第一正極接點，該第一負極接點與該第一正極接點電氣隔絕；一第二雙接點組件，該第二雙接點組件包含一第二負極接點，該第二負極接點鄰近一第二正極接點，該第二負極接點與該第二正極接點電氣隔絕；一移動組件，該移動組件經組態以調整該第一雙接點組件與該第二雙接點組件間的一距離，該距離之調整可從容納一AA標準尺寸電池之一距離至容納一AAA標準尺寸電池之一距離；一致動機構，當一AAA標準尺寸電池被安裝時，該致動機構用以選擇性地移動至一維持位置，該維持位置維 持一AAA標準尺寸電池，且當一AA標準尺寸電池被安裝時，該致動機構用以選擇性地移動至一凹陷位置，該致動機構包含兩個致動維持臂，該等致動維持臂係被彈簧載入且被偏壓以徑向樞轉朝向彼此，以由接合該電池之一凸表面縱向地維持一電池與該第一雙接點組件及該第二雙接點組件的電氣連接。
13. 如請求項12所述之電池接合系統，其中當該AA標準尺寸電池之一正極端子連接至該第一正極接點時，該第一雙接點組件及該第二雙接點組件經組態以與一第一定向的該AA標準尺寸電池建立一正確的極性連接，或當該AA標準尺寸電池之該正極端子連接至該第二正極接點時，該第一雙接點組件及該第二雙接點組件經組態以與一第二定向的該AA標準尺寸電池建立一正確的極性連接，且其中當該AAA標準尺寸電池之一正極端子連接至該第一正極接點時，該第一雙接點組件及該第二雙接點組件經組態以與一第一定向之該AAA標準尺寸電池建立一正確的極性連接，或當該AAA標準尺寸電池之該正極端子連接至該第二正極接點時，該第一雙接點組件及該第二雙接點組件經組態以與一第二定向之該AAA標準尺寸電池建立一正確的極性連接。
14. 如請求項13所述之電池接合系統，其中在該第一定向中的該AA標準尺寸電池的一第一縱軸係相同於在該 第二定向中該AA標準尺寸電池的一縱軸；及其中在該第一定向中的該AAA標準尺寸電池的一第二縱軸係相同於在該第二定向中該AAA標準尺寸電池的一縱軸。
15. 如請求項14所述之電池接合系統，其中該第一縱軸係與該第二縱軸垂直對準。
16. 如請求項12所述之電池接合系統，其中該致動機構縱向維持該AAA標準尺寸電池與該第一正極接點或該第一負極接點之電氣連接。
17. 如請求項16所述之電池接合系統，其中該等致動維持臂係經組態以當該AA標準尺寸電池被插入該電池接合系統中時縮回進入該電池接合系統的一殼體中的凹處。
18. 一種電池接合系統，該電池接合系統包含：一殼體；一第一雙接點組件，該第一雙接點組件不可移動地連接至該殼體且該第一雙接點組件包含一第一負極接點及一第一正極接點；一第二雙接點組件，該第二雙接點組件可移動地連接至該殼體且該第二雙接點組件包含一第二負極接點及一 第二正極接點，該第二雙接點組件可相對該殼體及該第一雙接點組件移動以調整該第一雙接點組件之該第一負極接點與該第二雙接點組件之該第二正極接點間的一距離以及調整該第一雙接點組件之該第一正極接點與該第二雙接點組件之該第二負極接點間的一距離；該第一雙接點組件與該第二雙接點組件合作，由選擇性地接收相反定向中具有不同標準尺寸的電池，以提供極性保護；及一致動機構，該致動機構包含兩個致動維持臂，該等致動維持臂係被彈簧載入且被偏壓以徑向樞轉朝向彼此，以由接合一電池之一凸表面縱向地維持該電池與該第一雙接點組件及該第二雙接點組件的電氣連接。
19. 如請求項1所述之電池接合系統，其中該致動機構係與該第一雙接點組件及該第二雙接點組件分離，且該致動機構位於該第一雙接點組件及該第二雙接點組件之間。
20. 如請求項1所述之電池接合系統，其中該等致動維持臂各於一樞軸徑向樞轉，該樞軸平行於一電池之一縱軸，該電池被該致動機構維持。