(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのセルを含むバッテリ・パックに取り付け可能な接点板であって：
前記少なくとも１つのセルの正ノードに結合可能な正極接点；
前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合可能な負極接点；および
前記正極接点かつ前記負極接点の外側にて、前記少なくとも１つのセルの負ノードに対向する位置に設けられた補助接点；を備え、
前記正極接点および前記負極接点は、前記少なくとも１つのセルが再充電可能セルか否かによらず、前記少なくとも１つのセルの正ノードおよび負ノードにそれぞれ結合され、前記少なくとも１つのセルが再充電可能セルの場合、前記負極接点に加えてさらに前記補助接点が前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合され、前記少なくとも１つのセルが再充電不能セルの場合、前記負極接点および前記補助接点のうち前記負極接点のみが前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合されることを特徴とする接点板。
【請求項２】
前記補助接点が充電接点であることを特徴とする請求項１記載の接点板。
【請求項３】
前記接点板が、前記補助接点を具備するフランジを有することを特徴とする請求項１記載の接点板。
【請求項４】
バッテリ・パックであって：
少なくとも１つのセル；
前記少なくとも１つのセルを実装するパッケージ；および
前記パッケージに取り付けられた接点板；を備え、
前記接点板が：
前記少なくとも１つのセルの正ノードに結合された正極接点；
前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合された負極接点；および
前記正極接点かつ前記負極接点の外側にて、前記少なくとも１つのセルの負ノードに対向する位置に設けられた充電接点；を含み、
前記正極接点および前記負極接点は、前記少なくとも１つのセルが再充電可能セルか否かによらず、前記少なくとも１つのセルの正ノードおよび負ノードにそれぞれ結合され、前記少なくとも１つのセルが再充電可能セルの場合、前記負極接点に加えてさらに前記充電接点が前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合され、前記少なくとも１つのセルが再充電不能セルの場合、前記負極接点および前記充電接点のうち前記負極接点のみが前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合されることを特徴とするバッテリ・パック。
【請求項５】
少なくとも１つのセルを含むバッテリ・パックと接続可能な電子機器であって：
前記バッテリ・パックを収納する凹部；および
前記凹部内に設けられた接点ユニット；を備え、
前記接点ユニットは：
前記少なくとも１つのセルの正ノードに結合可能な正極接点端子；
前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合可能な負極接点端子；および
前記正極接点端子かつ前記負極接点端子の外側にて、前記凹部内に収納された前記少なくとも１つのセルの負ノードに対向する位置に設けられた補助接点端子；を含み、
前記正極接点端子および前記負極接点端子は、前記少なくとも１つのセルが再充電可能セルか否かによらず、前記少なくとも１つのセルの正ノードおよび負ノードにそれぞれ結合され、前記少なくとも１つのセルが再充電可能セルの場合、前記負極接点端子に加えてさらに前記補助接点端子が前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合され、前記少なくとも１つのセルが再充電不能セルの場合、前記負極接点端子および前記補助接点端子のうち前記負極接点端子のみが前記少なくとも１つのセルの負ノードに結合されることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
前記補助接点端子が充電接点端子であることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
前記凹部が、複数のセルを含む前記バッテリ・パックを収納可能な凹部であることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項８】
前記接点ユニットがさらに、前記正極接点端子および前記負極接点端子の外側にて、前記正極接点端子と前記負極接点端子との間に配置された第２の補助接点端子を含むことを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【請求項９】
前記補助接点端子が、前記バッテリ・パックのフランジに形成された補助接点と結合可能な接点端子であることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリ接点板に関し、さらに詳しくは、独立した充電接点を有するバッテリ接点板に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
電子部品が高度になり、寸法が小さくなるに従って、携帯電子装置がますます普及する。同様に、バッテリ技術も進んで、標準的なアルカリ・セルに加えて、種々の再充電可能セルが可能になっている。多くの電子装置では、装置内でのセルの再充電が可能である。しかし、再充電するように設計されていないセルに充電電流を印加しないことが重要である。また、再充電可能セルは、異なる充電条件および特性を有する。
【０００３】
従来のバッテリとそれに伴うバッテリ・チャージャは、バッテリの正極接点において再充電可能セルを充電することを可能にし、標準的セルすなわち再充電不能なセルの充電を行わないように設計される。しかし、このような従来の構造は、再充電可能セルの充電を可能にしながら、標準的セルの正端子への接触を回避する特殊な接点構造を必要とする。特にバッテリの正極接点とチャージャの正極接点の両方を改造しなければならない。さらに重要なことは、従来技術によるこのような接点構造は、その機能性が制限されることである。従って、再充電可能バッテリを選択的に充電する、あるいはバッテリとチャージャとの間に情報を伝えるバッテリ接点板および／または対応する充電接点が必要である。
【０００４】
【実施例】
本発明は、バッテリを選択的に充電する（あるいは充電を阻止する）ことができ、バッテリと電子装置との間で情報を転送することのできるバッテリ接点板に関する。本発明の用途は、特に、電子装置および単３電池などの従来のセルを収納するためのバッテリ・パックにあるが、あらゆる種類のバッテリまたは単独のセルを有する電力パックにさえも採用することができる。本発明の１つの新規の特色により、充電接点は従来のセルの接点部分の外側の領域に配置される。従って、充電接点は再充電可能セルのみに電流を充電して、あらゆる種類の一次セル（すなわち充電用に設計されたバッテリ・パック内にないセル）を不用意に充電することを避ける。代替の実施例により、バッテリ接点を異なる位置に配置して、バッテリの種類に応じて選択的にバッテリを充電することができる。すなわち、バッテリは、好ましくは、電子装置内の複数の接点に対応する１つの充電接点を有することになる。そのためにバッテリは、バッテリの種類に関係する所定のアルゴリズムに応じて正しく充電されることになる。他の実施例により、情報またはデータ転送接点を、異なる位置に配置して情報の転送を行うことができる。たとえば、チャージャは、バッテリまたはチャージャ内の抵抗により決まる特定の接点の電圧に基づいて、バッテリの種類を判定することができる。同様に、従来はスマート・バッテリと呼ばれる記憶装置を有するバッテリ・パックは、別の領域に接点を有して、電子装置がバッテリに関する情報を判断することができるようにする場合もある。上記の接点のうち任意の構造を、本発明により採用することができる。
【０００５】
まず図１を参照して、ワイヤレス通信装置１０１などの電子装置１００の分解図が図示される。ワイヤレス通信装置１０１は、好ましくは、バッテリ・パック１０４を収納するための接点ユニット１０３を有する凹部１０２を備える。バッテリ接点板１０５は、ワイヤレス通信装置の装置接点ユニット１０３と合致するようになっている。凹部には、好ましくはバネ１０７，１０８が具備され、バッテリ接点板１０５と装置接点ユニット１０３との間に良好な接続を可能にする。バネ１０７，１０８は、バッテリ・パック１０４の対応する凹部に適合する異なる寸法を有して、ユーザがバッテリの正しい方位を判断できるようになっている。最後に、バッテリ・カバー１１０がバッテリ・パック１０４を囲み、凹部１０２内に保持する。
【０００６】
図２を参照して、ワイヤレス通信装置１０１と本発明の接点板を有するバッテリ・パック１０４のブロック図を示す。特に、トランシーバ部分２００は、好ましくは、モトローラ社から販売されるCMOS ASIC などの信号化／オーディオASICと、これもモトローラ社から販売される68HC11などの制御回路２０２またはその他の処理回路とによって構成され、これらが組み合わされてセルラ基地局などの基地局との通信のために必要な通信プロトコルを生成する。制御回路２０２は、好ましくは１つのパッケージ２１１内に統合されるRAM ２０５，EEPROM２０７およびROM ２０９によって構成されるメモリ２０４を用いて、プロトコル生成と、ディスプレイ２１３への書き込み，キーパッド２１５からの情報の受信，コネクタ２１６を介する情報の入力／出力の受信または周波数シンセサイザ２２５の制御などワイヤレス通信装置に関する他の機能の実行とに必要な段階を実践する。ASIC２０１は、マイクロフォン２１７およびスピーカ２２１からオーディオ回路構成２１９により変換される音声を処理する。
【０００７】
トランシーバ部分２００は、無線周波数信号を処理する。特に、送信機２２３は、周波数シンセサイザ２２５により生成される搬送周波数を用いてアンテナ２２９を介して送信を行う。移動ユニットのアンテナ２２９により受信される情報は、受信機２２７に入り、受信機２２７は周波数シンセサイザ２２５からの搬送周波数を用いて符号を復調する。移動ユニットは、デジタル信号処理手段を備えるメッセージ受信機および記憶装置２３０を任意で具備することもある。トランシーバ部分２００は、電源１１４を介して電力を受け取り、充電回路１１２に調整された出力を提供するレギュレータ２３１をさらに備える。電源１１４は、従来のAC電力をDC電圧に変換する変換器であっても、自動車のDC電力を装置に結合するシガレット・ライタ・アダプタであってもよい。トランシーバ部分２００は、バッテリ１０４のバッテリ接点２４４および接地接点２４６にそれぞれ結合することのできる、電力接点２４０および接地接点２４２をさらに備える。
【０００８】
バッテリ１０４は、好ましくは、バッテリ接点２４４と接地接点２４６との間に結合された再充電可能セル１０６によって構成される。バッテリ・パック１０４は、好ましくは、充電接点２５２に結合されるか、あるいは開路となる接点２５５も備える。充電ベースに結合されると、その充電ベースが、これが開路であるか否かに基づいて、バッテリの種類を識別することができる。さらに、サーミスタ２５６を接地接点２４６に結合することもできる。サーミスタ２５６は、バッテリ温度などのバッテリに関する情報を提供して、バッテリの効率的充電を可能にする。あるいは、接点２５５をバッテリ内の別の抵抗に結合して、接点２５５が充電ベースに結合されたときに、制御回路２００が抵抗値に基づいてバッテリの種類を識別することができるようにすることもある。チャージャとトランシーバ部分２００の接点２６２に合致する接点２６０とに結合して、温度情報をトランシーバ部分２００に提供することのできる接点２５８を、バッテリ・パック１０４に備えることもできる。
【０００９】
バッテリ・パック１０４は、充電ベースの対応する接点と合致する接点２６６に結合されたEEPROM２６４などの追加部品を備えることもできる。バッテリ・パック１０４には、トランシーバ部分２００の接点２７０と合致する接点２６８をさらに備えることもできる。EEPROM２６４は、バッテリに関する情報を記憶して、充電ベースまたはトランシーバ部分が、本発明によりバッテリを正しく充電することができるようにする場合もある。制御回路２０２は、バッテリの種類の判定またはEEPROM２６４から受信した情報に基づいて、充電回路１１２を異なる方法で制御することもある。たとえば、リチウム・イオン・バッテリの電圧を可変するには、ニッケル・カドミウム・バッテリまたはニッケル金属水化物バッテリよりも小さい充電電流しか必要とされない。
【００１０】
図３を参照して、本発明によるバッテリ・パック１０４などの電源装置の分解図が示される。バッテリ・パックは、好ましくは、再充電可能単３電池などの、正ノードと負ノードとを有する従来のセル３０２〜３０８を備える。しかし、本発明は、１つのセルを含む任意の数のセルを適用することができる。図３の実施例により、導電性ストリップ３１２がセル３０４の正端子をセル３０６の負端子に結合する。同様に、導電性ストリップ３１２は、セル３０２を３０４に、また導電性ストリップ３１４がセル３０６を３０８に結合する。バッテリ・パック１０４は、好ましくは、ポリスイッチ３１６，温度ヒューズ３１８およびサーミスタ３２０などの他の素子を備える。サーミスタ接点３２２は、サーミスタ３２０に対する外部接点を可能にする。負極接点３２４は、電流がバッテリ３０２の負端子に印加されるとバッテリの充電を可能にする充電接点３２５を備える。充電接点３２５の位置は、残りの図面を参照して詳細に説明される。さらに、正極接点３２６が、バッテリ・パックの正極接点に対する外部接続を可能にする。スマート・バッテリに関しては、マイクロプロセッサ３３０または情報を記憶するための他の装置を含めることもできる。同様に、抵抗３３２またはバッテリの種類を識別する他の別部品を備えることもできる。
【００１１】
最後に、セルおよび部品を、接点板を有する支持構造３４０または接点板３４１によりバッテリ・パック１０４内に実装して、バッテリ・パックに対する外部接続を可能にする。特に、凹部３４２が正極接点３２６を収納し、別の凹部３４４が負極接点３２４を収納する。最後に、サーミスタ凹部３４６がサーミスタ接点３２２を収納する。第２支持部材３４８は、凹部３５２，３５４を有する端部３５０を備える。凹部３５２，３５４は異なる寸法として、バネ１０６，１０８の端部をそれぞれ収納するようにしてもよい。凹部の寸法が異なることにより、ユーザはバッテリの正しい方位を判断することができる。図３の構造はバッテリ構造の一例を示すが、任意の数または任意の構造のセルまたは他の素子を含め、任意の構造のバッテリを採用することができる。
【００１２】
図４を参照して、回路図に図３のバッテリの電気的接続を示す。好ましくは、ポリスイッチ３１６がセル３０２／３０４とセル３０６／３０８との間に結合される。また、好ましくは、温度ヒューズ３１８が正端子の間に結合される。サーミスタ３２０が、負極接点３２４に結合される。別の充電接点３２５に関しても、詳細に後述される。EEPROM３３０または他のメモリ装置も、正極接点に結合される。最後に、バッテリタイプを識別するための抵抗３３２が使用される。図４の回路例は、種々の素子に関して１つのレイアウトを示すが、図示される１つ以上の素子を実現する他の回路構成を採用することもできる。
【００１３】
次に図５および図６を参照して、図５はバッテリ・パック１０４のためのバッテリ接点板１０５を示す。特に、バッテリ接点板１０５は、一般に、従来の円筒形セルなどのセルを封入する形状となる。断面図で１つのセルを有するパックに関しては、接点板は円筒形セルのために一般に円形となり、断面図で２つのセルを有するバッテリ・パックは、一般に楕円形の接点板を有する。接点板は、好ましくは、負極接点４０２，正極接点４０４および他の接点を備える。図５に示されるように、サーミスタ接点４０６および充電接点４０８がバッテリ・パック内に内蔵される。充電接点４０８は、好ましくは、セルにより占有される領域の少なくとも部分的に外側にある「コーナー」またはフランジを規定する領域４１０内に配置される。サーミスタ接点４０６と充電接点４０８の両方が図５には示されるが、サーミスタ接点はオプションであり、除去したり、異なる接点と置き換えることもできる。あるいは、充電接点をサーミスタ接点の代わりに配置したり、接点板下方のセルにより占有される領域の少なくとも部分的に外側にある他の部分に置いて、領域４１０の必要をなくすることもできる。充電接点はバッテリ接点板１０５の左下領域に図示されるが、充電接点は、接点板のいずれのフランジ上に置くこともできる。また、接点４０６に対向する別の接点を図５の実施例に入れることもできる。
【００１４】
図６を参照して、ワイヤレス通信装置の装置接点ユニット１０３が、図１の部分Ａ−Ａで切断した断面図に示される。特に、対応する負極接点端子４２２，正極接点端子４２４，サーミスタ接点端子４２６および充電接点端子４２８は、バッテリ・パック１０４の対応する接点に結合する。
【００１５】
図７および図８を参照して、バッテリ接点板１０５の代替実施例を示す。特に、バッテリ・パックのセル領域の外側の領域内に接点を追加することを可能にするために２つのフランジが設けられる。詳しくは、図１の接点４０６，４０８に加えて、接点５０２を標準的セルの少なくとも部分的に外側にある領域５０３内に配置することができる。また、接点５０４は、接点４０６の対向位置に配置して図示される。従って、図７の実施例においては４つの追加接点を採用することができる。追加接点は４つ図示されているが、追加接点を任意で組み合わせて適応することもできる。同様に、選択された追加接点の機能を変えることもできる。接点の可能性のある用途としては、サーミスタ，バッテリ識別型，スマート・バッテリ接続その他の用途が考えられる。図８には、接点５０２，５０４，４０６にそれぞれ対応する追加接点端子５２２，５２４，５２６が図示される。接点と対応する接点端子との特定の構造は、設計上の選択の問題であって、回路板上の端子の位置または関連製品または規準との互換性を含むいくつかの要因に応じて選択することができる。
【００１６】
図９および図１０を参照して、接点板及び接点ユニットの別の代替実施例が図示される。図９においては、バッテリ接点板１０５は、互いに対角線上に位置する２つのフランジを有する。図９の構造によっても、従来の接点部の外側に４つの追加接点が可能になる。図９の実施例においては、領域６０４内の接点６０２が図７の接点５０２と置き換わる。また、図１０に見られるように、接点端子６２２が、図８の接点端子５０２の代わりに、ワイヤレス通信装置の接点ユニット内に組み込まれる。フランジは、図示されるように、接点板の左下および右上部分に追加されているが、コーナー部を左上と右下に追加してもよい。
【００１７】
図１１を参照して、本発明の別の代替実施例が図示される。詳しくは、標準的セルの外側の領域を規定するために３つのフランジが用いられ、１つの領域だけが丸く残される。図９のコーナーに加えて、領域７０４の接点７０２が備わって、図示される５つの接点を設ける。接点７０２に対応する追加接点端子７２２を図１２に示す。４つのコーナーのどれでも、丸い領域として選択することができる。
【００１８】
最後に、図１３および図１４に４つのフランジを有する接点板を図示する。図１３および図１４の実施例により、図１１に示される接点に加えて、領域８０４内に追加接点８０２を含んで構成される。図１３および図１４の接点板及び接点ユニットは、セルの標準接点領域の外側に６つの接点を可能にする。図１４に示されるように、接点８２２，８２８が、図示される接点８０２，４０８と合致するように設けられる。
【００１９】
本発明により、ワイヤレス通信装置などの電子装置のバッテリの接点板および対応する接点端子により、バッテリの選択的充電が可能になる。特に、円筒形単３電池などの従来のセルにより通常は占有される領域の外側領域に充電接点を配置することにより、ワイヤレス通信装置の充電端子は、充電されるべきバッテリのみに接触して、それを充電する。通常は標準的セルにより占有される領域の外側領域に接点を配置することにより、バッテリ・パックの個別的構造または形状が生まれ、それによってバッテリ・パックを電子装置の凹部内に正しく挿入することができる（あるいは誤ったアサートを禁止する）。複数の領域またはコーナーを備えることにより、接点のための追加位置を形成することができる。詳しくは、２つの領域により少なくとも４つの追加接点が可能になり、３つの領域により少なくとも５つの追加接点が可能になり、４つの領域により少なくとも６つの追加接点が可能になる。特定の領域内の端子の位置は、バッテリの種類および電子装置の機能に応じて、バッテリの保守または情報の転送を可能にするように、選択的に選定することができる。たとえば、電子装置に、それぞれが異なる充電方法に対応する３つの充電接点を持たせることができる。従って、特定の領域に位置する充電接点を有する特定のバッテリだけが、バッテリ内の対応する充電接点端子により充電されることになる。それ故に、電子装置によりバッテリが適切に充電されることになる。あるいは、追加接点を用いて、バッテリの種類を識別したり、バッテリ内に位置するメモリから情報を提供することができる。
【００２０】
本発明は、上記の説明および図面内に説明および図示されるが、この説明は例としてあげられたに過ぎず、本発明の精神および範囲から逸脱することなく多くの変更および改良が当業者に可能であることは言うまでもない。本発明は、携帯セルラ無線電話に特に用途を見出すが、本発明はページャ，電子手帳またはコンピュータを含む任意の携帯装置に適用することができる。本発明は、添付の請求項によってのみ制限されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接触構造を有する携帯電子装置の分解図である。
【図２】本発明の接触構造を内蔵する無線電話のブロック図である。
【図３】本発明による接触構造を有するバッテリの分解図である。
【図４】図３による接触構造を有するバッテリの回路図である。
【図５】バッテリ接触構造１０５の上面図である
【図６】無線電話１０２を直線Ａ−Ａで切断し接触構造１０３を示す断面図である。
【図７】バッテリ接触構造１０３の上面図の代替実施例である
【図８】無線電話１０５を直線Ａ−Ａで切断し接触構造１０３を示す断面図の代替実施例である。
【図９】バッテリ接触構造１０３の上面図の第２代替実施例である
【図１０】無線電話１０５を直線Ａ−Ａで切断し接触構造１０３を示す断面図の第２代替実施例である。
【図１１】バッテリ接触構造１０３の上面図の第３代替実施例である
【図１２】無線電話１０５を直線Ａ−Ａで切断し接触構造１０３を示す断面図の第３代替実施例である。
【図１３】バッテリ接触構造１０３の上面図の第４代替実施例である
【図１４】無線電話１０５を直線Ａ−Ａで切断し接触構造１０３を示す断面図の第４代替実施例である。
【符号の説明】
１００  電子装置
１０１  ワイヤレス通信装置
１０２  凹部
１０３  接触構造
１０４  バッテリ・パック
１０５  バッテリ接触構造
１１０  バッテリ・カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004417442.tif 000013
【図１３】
0004417442.tif 000014
【図１４】
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