(57)【要約】【課題】不要な誤差を減少させると共にバッテリの製造工程を簡単にするバッテリパックの提供。【解決手段】バッテリ４及び移動電子装置間を機械的及び電気的に接続するために、キャップ２が使用される。バッテリ４とは別に製造された後にバッテリ４に取り付けられるキャップ２は、移動電子装置と取外し可能に接続するための少なくとも１個のコンタクト１２，１６と、移動電子装置の対応するコンタクトに対してコンタクト１２，１６を整列させるために移動電子装置の整列手段と係合する第１整列手段４４とを具備する。【選択図】図５
2006019287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動電子装置用のバッテリ用キャップ（２）であって、
バッテリ（４）及び移動電子装置間の取外し可能な電子接続用の少なくとも１個のコンタクト（１２，１６）と、
前記移動電子装置の対応するコンタクトに対して前記コンタクト（１２，１６）を整列させるために前記移動電子装置の整列手段と係合する第１整列手段（４４）と
を具備することを特徴とするキャップ。
【請求項２】
前記キャップはハウジング（２４）をさらに具備し、
前記第１整列手段は前記ハウジング（２４）の少なくとも一部分により形成されていることを特徴とする請求項１記載のキャップ。
【請求項３】
前記ハウジング（２４）は、前記第１整列手段（４４）を形成する少なくとも１個の窪み（４６）を具備することを特徴とする請求項２記載のキャップ。
【請求項４】
前記キャップは、該キャップ及び前記バッテリ（４）の電気的及び機械的な接続のために接続手段（１４）をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載のキャップ。
【請求項５】
前記キャップは、前記コンタクト（１２，１６）が接続される印刷回路基板（１０）をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項記載のキャップ。
【請求項６】
前記接続手段（１４）は前記印刷回路基板（１０）に取り付けられていることを特徴とする請求項５記載のキャップ。
【請求項７】
前記キャップは、前記バッテリ（４）に対して前記キャップを整列させるための第２整列手段（３０）をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載のキャップ。
【請求項８】
前記ハウジング（２４）は、前記コンタクト（１２，１６）の各整列手段（５０）と係合するための第３整列手段（５２）を具備することを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載のキャップ。
【請求項９】
移動電子装置用のバッテリパック（２８）であって、
バッテリ（４）と、請求項１ないし９のうちいずれか１項記載のキャップ（２）とを具備し、
該キャップ（２）は前記バッテリ（４）に取り付けられていることを特徴とするバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動電子装置用のバッテリ及びバッテリパックに関し、特に移動電子装置のバッテリ用キャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の移動電子装置は、代表的にはその収容室内に載置される電源を具備する。過去数年にわたり、移動電子装置が著しく小型化する一方で、移動電子装置の機能性及び提供される用途の範囲が拡大してきた。移動電子装置に使用される電子部品の消費電力を減少させるために、多大な努力がなされてきた。その一方で、移動電子装置の汎用性を改良するために、電子部品がさらに付加されてきた。特に、大画面に対する欲求が電源の増加要求という結果になった。また、電源供給の効率が改良されたが、要求される蓄電能力は、電源が比較的大きな寸法を有するため、移動電子装置の体積全体のうちかなりの部分が電源に使用されることを要求する。
【０００３】
代表的には、充電式バッテリを具備するバッテリパックが電源として使用される。充電式バッテリの蓄電能力は長期の使用で減少するのが代表的であるので、バッテリの寿命は限定されている。また、バッテリは他の理由でも故障するので、バッテリを交換する選択肢が特に望まれている。この要望を満たすために、バッテリパックは移動電子装置に取外し可能に接続されて、交換可能にするのが代表的である。
【特許文献１】特開平７−９４２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリ及び移動電子装置は、特別に設計されたコネクタ組立体により電気的に接続される。この組立体の一部分はバッテリに取り付けられるのに対し、他の部分は移動電子装置に取り付けられる。移動電子装置は機械的負担を受けるおそれがあるので、かなりの重量を有する小型部品であるバッテリは、移動電子装置内にしっかりと固定されねばならない。特に、コネクタ組立体は、バッテリ及び移動電子装置間を電気的に接続するので、バッテリが十分に固定されていない場合、破損するおそれがある。加えて、コネクタ組立体の事故による破損のおそれをさらに減少させるために、バッテリの挿入時にバッテリの整列が要求される。バッテリに成形された整列手段は所定の誤差を示すので、適切な整列は保証されない。
【０００５】
従って、本発明は、コネクタ組立体の破損のおそれを低減すると共に電気接続の信頼性を改善する適当な手段をとることを目的とする。本発明は、不要な誤差を減少させると共にバッテリの製造工程を簡単にすることを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の及び以下の本発明の説明から明白な目的は、請求項１に記載されたバッテリ用キャップ及び請求項９に記載されたバッテリパックにより達成される。
【０００７】
本発明によれば、移動電子装置用のバッテリ用キャップは、バッテリ及び移動電子装置間の取外し可能な電子接続用の少なくとも１個のコンタクトと、移動電子装置の対応するコンタクトに対してコンタクトを整列させるために移動電子装置の整列手段と係合する第１整列手段とを具備する。
【０００８】
キャップは、コンタクトの整列及びバッテリの電気接続を提供する。以下の詳細な説明において、「コンタクト」の用語は、特に明記しない限り、１個以上のコンタクトをいう。第１整列手段は、移動電子装置の対応する整列手段と係合する際に、移動電子装置の対応するコンタクトに対してキャップのコンタクトが整列されるように、コンタクトに対して整列される。従って、いずれのコンタクトにおいても、事故により破損するおそれは著しく減少する。コンタクトは好適には、移動電子装置に取外し可能に接続することができる。
【０００９】
第１整列手段は種々の異なる寸法及び形状とすることができ、例えば面、ピン、凹部、刻み又は窪みを具備する。さらに、第１整列手段は、１個又は２個の別体の整列構造のみにより形成することができる。
【００１０】
第１整列手段及びコンタクトをキャップに一体化することにより、バッテリパックのモジュラ構造が提供される。このモジュラ構造の主部品はバッテリ及びキャップである。キャップはバッテリとは別に製造され、後にバッテリに取り付けられる。モジュラ構造により、整列手段及びコネクタのバッテリへの直接取付を超える多くの利点が与えられる。例えば、整列手段はホットメルト成形によりバッテリに直接成形されることが多いが、ホットメルト成形は、既にバッテリに取り付けられたコネクタにホットメルト材料が入り込むおそれがある。さらに、ホットメルト成形により形成された構造は或る誤差を示すので、整列手段としては部分的に適するに過ぎない。バッテリへの整列手段の直接形成は、さらに不要な誤差を加えてしまう成形の前に、バッテリを仮整列させる必要をさらに要する。加えて、バッテリへの整列手段の直接形成は、バッテリの破損を防止するために、バッテリと両立し得るものに対して適当な製造工程の数を制限してしまう。
【００１１】
本発明は、整列手段及びコンタクトを別体のキャップに一体化することにより、これらの欠点を低減ないしは無くする。別々に製造されたキャップは、バッテリに直接成形された整列手段よりもずっと高精度で形成することができる。
【００１２】
好適にはキャップはハウジングを具備する。ハウジングは好適には、移動電子装置の相手コンタクトがコンタクトにアクセスできる開口を具備する。さらに、第１整列手段は、ハウジングの少なくとも一部分として、特に、例えば窪み又は凹部等の一体形成構造として形成されるのが好適である。第１整列手段を有するハウジングは個別に形成されるので、製造工程とバッテリとの両立性にかかわらず、ハウジングを製造するためにはいかなる適当な製造工程も使用することができる。ハウジングが一旦形成されると、コンタクト及びハウジングは互いに組み立てられると共に整列される。この整列により、挿入時にキャップのコンタクトが移動電子装置の相手コンタクトと適正に整列することが確保される。
【００１３】
ハウジングに対するコンタクトの適正な整列を確保するために、コンタクトは整列ピン等の整列手段を具備する。コンタクトの整列手段は、ハウジングの第３整列手段と称される、ハウジングの対応する整列手段と係合する。好適には第３整列手段は、ハウジングと一体に形成される。このため、ハウジング及びコンタクトの組立体は、バッテリを移動電子装置に接続するためのコネクタを形成する。従って、コネクタはバッテリキャップの一体部品である。
【００１４】
重要な整列手段は全てハウジングに一体化されているので、全部品はハウジング、従って互いに対して整列される。
【００１５】
コンタクト及びハウジングの組立後、キャップはバッテリに取り付けられる。この目的のために、キャップは好適には、キャップ及びバッテリ間の電気的接続、機械的接続用の接続手段を具備する。好適には、キャップはバッテリに永久取付される。永久取付を提供する一選択肢は、例えばバッテリの各接続手段に対する接続手段の抵抗溶接である。抵抗溶接は、耐久性のある機械的及び電気的接続を提供する。
【００１６】
本発明の別の側面において、キャップはバッテリに対してキャップを整列させる第２整列手段をさらに具備する。キャップに対するバッテリの整列はコンタクトの整列ほどは重要ではないが、キャップ及びバッテリの整列もまた望ましい。好適には、第２整列手段は、バッテリの接続手段との係合を可能にするよう形成される。第２整列手段はハウジングに一体化されハウジングと一体形成されるのが好適であるので、ハウジングは整列手段の全てを具備し、互いに対して各部品を整列させて不要な誤差を減少させる。
【００１７】
キャップは、電源としてのバッテリの利用に関連して要求される付加部品の容易な一体化をさらに可能にする。例えば、バッテリは過熱及び過充電から保護されなければならない。安全及び充電機能を提供する各電子回路は、キャップ内に一体化されるのが好適である。一体化を容易にするために、キャップは印刷回路基板をさらに具備する。コンタクト及び各電子回路は、印刷回路基板に取り付けられるのが好適である。加えて、特に接続手段がバッテリ及びキャップ間を電気的に接続する際に、接続手段もまた印刷回路基板に取り付けられる。接続手段は、ハウジング内に印刷回路基板を固定するのが好適である。
【００１８】
本発明の更なる利点は、キャップがバッテリ及び異なる移動電子装置間の特定インタフェースを提供することである。キャップは異なる移動電子装置の特定ニーズを満たすよう調整可能であるので、同型のバッテリを異なる移動電子装置に使用することができる。
【００１９】
また、本発明の目的は、バッテリと、バッテリに取り付けられたキャップとを具備するバッテリパックにより達成される。
【００２０】
キャップに関して上述した全ての側面及び利点はバッテリパックに準用できるので、冗長を避けるために繰り返さない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。本発明の好適な実施形態について詳細に説明し、その例は図面に図示されている。各例は本発明の説明のためにあり、本発明を限定するものとして意図されていない。例えば、一実施形態の一部として図示され又は説明された構造は、さらに別の実施形態を作るために他の実施形態に又は他の実施形態に関連して使用することができる。本発明は、このような変更及び変形を含むことを意図している。
【００２２】
図１は、バッテリ４に取り付けられたハウジングが無いキャップ２を示す。この特定実施形態において、バッテリ４は携帯電話用であり、例えば３mmの厚さを有する板状体を有する。接続部６は、キャップ２が取り付けられるバッテリ４の前面８に形成される。また、バッテリ４の接続手段６も、キャップ２との電気接続を提供する。
【００２３】
キャップ２は、印刷回路基板１０、コネクタ１２及び接続手段１４を具備する。コネクタ１２は本特定実施形態において別体のコンタクト１６を具備し、各コンタクト１６は、携帯電話に取り付けられたコネクタの各コンタクトと嵌合するためのものである。コンタクト１６は、手半田又は自動半田により印刷回路基板１０に半田付けされる。リフロー半田付けと比較すると、手半田及び自動半田中に生ずる熱的負荷は小さい。従って、より安価なプラスチック材料が使用できる。
【００２４】
バッテリ４の充電を制御するサーキットブレーカ１８及び制御器２０等の複数の電子部品が印刷回路基板１０にさらに半田付けされる。
【００２５】
バッテリ４を充電するために印加される電圧は、制御器２０により制御されるのが代表的である。充電制御器２０は、バッテリが充電完了した時に充電を終了するか、印加電圧が所定の上限を超えた時にバッテリ４の接続を解除する。サーキットブレーカ１８は、バッテリの温度等の或る重要なパラメータが超過した場合、バッテリを携帯電話から接続解除する。
【００２６】
接続手段は、本特定実施形態ではＵ形状の溶接ブラケット１４で形成されており、各溶接ブラケット１４は、ブラケット１４を印刷回路基板１０に半田付けするために図６に示される半田脚部２２を具備する。溶接ブラケット１４の脚部は、バッテリ４の接続手段を形成する取付ブラケット６に抵抗溶接される。バッテリ４にキャップ２を取り付ける外に、溶接ブラケット１４はまた、例えば図７に示されるハウジング２４に印刷回路基板１０を固定する。
【００２７】
図２は、半田付けされた制御器２０及びサーキットブレーカ１８を有する印刷回路基板１０をより詳細に示す図である。コンタクト１６及び溶接ブラケット１４を半田付けするために、開口２６が設けられる。
【００２８】
図３及び図４を参照して、バッテリ４をより詳細に説明する。前面８に、バッテリ４及びキャップ２間を機械的及び電気的に接続するための接続手段を提供する３個の取付ブラケット６が配置される。外側取付ブラケット６はバッテリ４のハウジングに直接取り付けられるのに対し、中間のブラケット６はハウジングに対して電気的に絶縁される。本特定実施形態において、各Ｌ形状取付ブラケット６は、２本の脚部のうち１本がバッテリ４に抵抗溶接される。他の脚部は前面８から突出する。取付ブラケットの寸法及び形状は、本明細書に示された特定実施形態に限定されない。
【００２９】
バッテリ４は、携帯電話内に挿入可能であるほど非常に薄いのが代表的である。バッテリ４の厚さの代表値は３mm、4.7mm及び5.7mmである。キャップが取り付けられたバッテリ４の長さは例えば54mmにすることができる。
【００３０】
図５を参照すると、キャップ２及びバッテリ４を具備する図１２に図示されたバッテリパック２８の分解図が示される。溶接ブラケットの構造のより詳細は図６及び図７から明らかである。溶接ブラケット１４は、ハウジング２４の縦方向と平行に延びるスロット３０を貫通する。ハウジング２４の外側面から突出する溶接ブラケット１４の部分３１は、後方へ曲げられ、ハウジングの外側面に配置された凹部３２内に収容されている。抵抗溶接に適する金属ブラケットであるのが好適である溶接ブラケットの厚さ及び凹部３２の深さは、溶接ブラケット１４の外面がハウジング２４の外側面の取り囲み部分とほぼ共平面となるように調整される。
【００３１】
キャップ２を組み立てるために、溶接ブラケット１４は、半田脚部２２を後方へ突出させた状態でハウジング２４の各スロット３０を通って溶接ブラケット１４を押圧することにより、ハウジング２４内に挿入される。スロット３０は、溶接ブラケット１４を締り嵌めする。コンタクト１６はハウジング２４内に挿入され、第３整列手段（図示せず）により整列される。本実施形態において、コンタクト１６はハウジングの垂直方向に延びる内壁（図示せず）間に固定され、この内壁が第３整列手段を形成する。次の工程において、溶接ブラケット１４の半田脚部２２及びコンタクト１６の半田脚部１７が開口２６を通過するように、印刷回路基板１０がハウジング２４の開放後端からハウジング２４内に配置される。サーキットブレーカ１８及び制御器２０は、ハウジング２４内への挿入の前に印刷回路基板１０に半田付けされるのが好適である。印刷回路基板１０は、スロット３０に嵌まった溶接ブラケット１４によりハウジングに対して整列される。
【００３２】
印刷回路基板１０の挿入後、溶接ブラケット１４及びコンタクト１６が半田付けされ、印刷回路基板１０をハウジング２４内に固定する。
【００３３】
ハウジング２４をバッテリ４に整列させるために、第２整列手段を形成すると共にハウジング２４の縦方向に直交して延びる整列スロット３４が、ハウジング２４の後部に形成される。３対のスロット３４がバッテリ４の取付ブラケット６の位置に対応して配置されるので、各取付ブラケットは１対の両スロット内に同時に載置することができる。各凹部３２において、各取付ブラケット６の対向する両当接面３６が溶接ブラケット１４の一脚部の一内面に接触又は近接するように、スロット３４が配置される。溶接ブラケット及び取付ブラケットの接続部は、抵抗溶接により当接面に沿って形成される。この目的のために、取付ブラケット６が整列スロット３４内に挿入されるように、且つその後、溶接ブラケットの後方に曲げられた脚部が当接面３６に沿って取付ブラケット６に溶接でき永久的且つ安定した機械的及び電気的接続を提供するように、仮組立されたキャップ２がバッテリ４の前面に載置される。挿入時において取付ブラケット６及び整列スロット３４の係合により、キャップはバッテリ４に対して整列される。
【００３４】
図８及び図９は、ハウジング２４を前方から見た図である。ハウジング２４の縦延長部に対して非対称に配置された３個の開口３８がハウジング２４の前側に形成され、コネクタ１２のコンタクト１６の各々へのアクセスを提供する。各スリット状開口３８はハウジング２４の前面４０から側面４２まで延びており、相手コネクタのコンタクトの挿入を容易にする。バッテリパック２８が携帯電話の収容室内に載置されるので、各コネクタのコンタクトを破損することなく、スリット状開口３８及びコンタクト１６により、バッテリパック２８を携帯電話内に容易に挿入することができる。
【００３５】
携帯電話内にバッテリパック２８を整列させるために、ハウジング２４の外縁に整列面４４が設けられる。整列面４４は、ハウジング２４の隅に設けられた刻みすなわち窪み４６の側面により形成される。整列面４４は、バッテリ４の横延長部と平行に延びる。窪み４６の他の側面は、バッテリの横延長部に直交して延び、携帯電話内に載置される際にバッテリパックの横移動を制限する停止面として作用する。
【００３６】
整列面４４が携帯電話の対応する整列手段と係合すること、及び整列面４４に対してコネクタ１２を整列させることにより、コネクタ１２は、携帯電話のコネクタに対して整列する。
【００３７】
ハウジング２４に対するコンタクト１６の整列を、図１０及び図１１に関連してより詳細に説明する。図１１は、異なるタイプのコンタクトを具備する本発明の異なる実施形態の３個のコンタクト１６を示す。各コンタクト１６は、ハウジング２４の対応する整列スロット５２と係合する２本の整列ピン５０を有する。組立の際、整列ピン５０は整列スロット５２内に挿入されることにより、ハウジング２４に対してコンタクト１６を整列させる。
【００３８】
上述の実施形態に関連して例として説明した本発明は、公知のバッテリパックの製造に関連する誤差を減少でき、製造工程を簡単にする。この改良は、整列手段（位置決め又は案内手段）及びバッテリコネクタを、キャップ内に、及び別々に製造されるキャップのハウジング内に一体化することにより達成される。整列手段及びバッテリコネクタは同一の部品内にあるので、整列手段をバッテリに直接形成する従来の成形工程に関連した不要な誤差が減少する。キャップは、バッテリの利用に要するサーキットブレーカ及び充電制御器等の更なる部品の一体化を可能にする。キャップは、強固で耐久性のある接続を提供するためにバッテリに抵抗溶接される溶接ブラケット等の接続手段により、バッテリに取り付けられる。別体のキャップは、バッテリパックの全体寸法を著しく大きくすることはない。
【００３９】
これまで説明したキャップに加えて、異なる移動電子装置の特定ニーズ用にバッテリパックの全長を調整するためにバッテリの後面に別のキャップを取り付けることができる。この別の端キャップは、バッテリパック及び各移動電子装置の内部間の隙間又は誤差を低減するので、挿入されたバッテリパックは各移動電子装置に良好に嵌まる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の、バッテリに取り付けられたハウジングを除いたキャップを示す斜視図である。
【図２】キャップの印刷回路基板を示す斜視図である。
【図３】接続手段を有するバッテリの前面を示す斜視図である。
【図４】接続手段を有するバッテリの前面を示す斜視図である。
【図５】バッテリ及びキャップを具備するバッテリパックの分解斜視図である。
【図６】キャップを後方から見た斜視図である。
【図７】キャップを後方から見た斜視図である。
【図８】ハウジングを前方から見た斜視図である。
【図９】組み立てられたコンタクト及びバッテリを接続するための接続手段を有するキャップの斜視図である。
【図１０】別の実施形態の３個のコンタクトを示す斜視図である。
【図１１】ハウジングに組み込まれた図１０のコンタクトを示す斜視図である。
【図１２】バッテリパックの斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
２    キャップ
４    バッテリ
６    取付ブラケット（接続手段）
８    前面
１０  印刷回路基板
１２  コネクタ
１４  溶接ブラケット（接続手段）
１６  コンタクト
１７  半田脚部
１８  サーキットブレーカ
２０  制御器
２２  半田脚部
２４  ハウジング
２６  開口
２８  バッテリパック
３０  スロット
３１  突出部分
３２  凹部
３４  整列スロット（第２整列手段）
３６  当接面
３８  開口
４０  前面
４２  側面
４４  整列面（第１整列手段）
４６  窪み
５０  整列ピン
５２  整列スロット（第３整列手段）
【図１】
2006019287.tif 000003
【図２】
2006019287.tif 000004
【図３】
2006019287.tif 000005
【図４】
2006019287.tif 000006
【図５】
2006019287.tif 000007
【図６】
2006019287.tif 000008
【図７】
2006019287.tif 000009
【図８】
2006019287.tif 000010
【図９】
2006019287.tif 000011
【図１０】
2006019287.tif 000012
【図１１】
2006019287.tif 000013
【図１２】
2006019287.tif 000014