СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ БАТАРЕИ С МНОЖЕСТВОМ ОРИЕНТАЦИЙ
CONNECTOR FOR BATTERY WITH MULTIPLE ORIENTATION

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Батареи обычно используются для обеспечения питания для электронных устройств. Как правило, батареи помещаются внутрь питаемого от батареи устройства в определенной ориентации, чтобы должным образом замкнуть электрическую схему. Например, некоторые батареи имеют положительную клемму на одном конце батареи и отрицательную клемму на другом конце батареи, и батарея соответственно ориентируется так, чтобы клеммы батареи соединялись с соответствующими контактами устройства. Батареи других конфигураций включают в себя положительные и отрицательные клеммы, располагаемые рядом друг с другом, то есть находящиеся в относительных позициях/местоположениях, отличных от противоположных концов батареи. Независимо от конкретной конфигурации батареи и конфигурации ее клемм, неправильная ориентация батареи внутри устройства, или относительно соединителя батареи, может не только привести к незамкнутой электрической схеме, делая питаемое от батареи устройство непригодным к эксплуатации, но также может вызвать и электрическое повреждение, или повреждение другого рода, для компонентов устройства.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Соответственно, настоящее описание представляет соединитель для электрического соединения батареи с питаемым от батареи устройством. Соединитель включает в себя первый и второй двухконтактные узлы, каждый из которых включает в себя положительный контакт, сконфигурированный для контакта с положительной клеммой PP3 батареи PP3, и отрицательный контакт, сконфигурированный для контакта с отрицательной клеммой PP3 батареи PP3. Каждый двухконтактный узел сконфигурирован так, чтобы когда двухконтактный узел физически подключается к одной из клемм батареи PP3, один из контактов двухконтактного узла электрически подключался бы к клемме батареи PP3, тогда как другие контакты двухконтактного узла электрически изолировались бы от клеммы батареи PP3. Соответственно, батарея PP3 может быть установлена в соединитель в любом из двух допустимых положений подключения, в которых через соединитель обеспечивается соответствующее электрическое соединение с устройством, питаемым от батареи PP3.
[0003] Данное раскрытие представляется для того, чтобы в упрощенной форме ввести набор понятий, которые дополнительно описываются ниже в подробном описании осуществления изобретения. Данное раскрытие не предназначено для идентификации ключевых признаков или существенных признаков заявляемого объекта изобретения, и также не предназначено для использования для ограничения объема заявляемого объекта изобретения. Кроме того, заявляемый объект изобретения не ограничивается вариантами осуществлениями, которые решают какие-либо или все недостатки, отмеченные в какой-либо части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0004] Фиг. 1 схематично изображает батарею и питаемое от батареи устройство в соответствии с настоящим описанием, включающее в себя соединитель для электрического соединения батареи со схемой устройства.
[0005] Фиг. 2 и 3 - покомпонентные изображения вариантов осуществления соединителя батареи, который может быть использован для электрического соединения батареи с питаемым от батареи устройством.
[0006] Фиг. 4 - вид сверху батареи, показанной вместе с сечениями некоторых компонент соединителя батареи, который может быть использован для электрического соединения батареи с питаемым от батареи устройством.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Настоящее раскрытие относится к соединителю для электрического соединения батареи с питаемым от батареи устройством. Как это будет описано в связи с различными примерами, соединитель может быть сконфигурирован так, чтобы сделать допустимой работу независимо от конкретной посадочной ориентации батареи. Во многих случаях, батарея имеет две клеммы (положительную и отрицательную), которые соединяются с питаемым от батареи устройством. Как правило, чтобы облегчить соединение, предоставляется пара соединителей, или точек подключения, таким образом предоставляя возможность физического размещения батареи относительно устройства/соединителя в одной из двух различных ориентаций. Описываемые в данном случае примеры соединителя позволяют осуществить надежное подключение батареи при любой ориентации. В частности, при любой ориентации, устанавливается надлежащее электрическое соединение, чтобы позволить эксплуатацию устройства и избежать электрического/механического повреждения, которое может возникнуть в соединителях предшествующего уровня техники, которые предполагают только одну допустимую ориентацию.
[0008] В некоторых предшествующих решениях, пользователи должны вставлять батареи в конкретной ориентации, заботясь о пространственном соответствии положительных и отрицательных клемм и контактов определенной полярности (то есть, положительного и отрицательного) в устройстве. Хотя такие предшествующие решения иногда сопровождаются схемами или инструкциями, указывающими надлежащую ориентацию батареи, может оказаться затруднительным разглядеть такие инструкции в условиях недостаточной видимости, например, в плохо освещенных местах, или это может быть затруднительно для пожилых пользователей. К тому же, такие инструкции могут быть трудными для их выполнения маленькими детьми. Кроме того, следование таким схемам каждый раз при замене батареи в устройстве, быстро расходующем батареи, может оказаться излишне трудоемким, и такая замена батареи может стать неудобной для пользователя. Как описано выше, неправильная ориентация батареи в таких решениях предшествующего уровня техники, не только приводит к незамкнутой электрической схеме, но также может повредить другие электронные компоненты устройства. Поэтому, соединитель батареи настоящего раскрытия включает в себя двухконтактные узлы, сконфигурированные так, чтобы подходящим образом принимать батареи в любой их ориентации, как это описывается подробнее ниже.
[0009] Некоторые из примеров рассматриваются здесь в связи с батареей PP3, известной также как 9-вольтовая батарея. В этой конфигурации батареи корпус батареи имеет форму скругленной прямоугольной призмы, и положительные и отрицательные клеммы располагаются рядом друг с другом на оконечной поверхности корпуса/упаковки батареи. Отрицательная клемма PP3 относительно больше, и часто имеет в целом цилиндрическую форму. Более конкретно, отрицательная клемма PP3 может быть выполнена в форме шестиугольника или восьмиугольника, и может зажиматься в соответствующей структуре на соединителе батареи. Положительная клемма PP3 относительно меньше, и обычно также имеет в целом цилиндрическую форму, но при этом имеет более определенную цилиндрическую форму (то есть обычно без шестиугольных/восьмиугольных особенностей). Положительная клемма PP3 обычно также зажимается, или аналогичным образом соединяется с соответствующей структурой на соединителе батареи.
[0010] Хотя приводимые примеры будут в большей степени относиться к батарее PP3, как отмечено выше, следует также принимать во внимание, что настоящее рассмотрение применимо к большому числу других батарей и конфигураций клемм, включающих в себя цилиндрические батареи, батареи в форме монеты, и/или батареи других форм-факторов и конфигураций.
[0011] На Фиг. 1 схематично показана батарея PP3 10 и устройство 12, которое может получать электрическое питание от батареи. Устройство 12 включает в себя схему 14, через которую устройство получает электропитание от батареи, и распределяет его по другим компонентам устройства. Также показан соединитель 16 для электрического соединения батареи 10 со схемой 14 устройства 12. Соединитель 16 обычно включает в себя первый двухконтактный узел 18 и второй двухконтактный узел 20. Как будет рассмотрено более подробно в связи с другими чертежами, каждый из двухконтактных узлов включает в себя положительный контакт, который электрически соединяется с положительным участком 22 схемы 14, и отрицательный контакт, который электрически соединяется с отрицательным участком 24 схемы 14. Соединения этих контактов со схемой схематично показаны на Фиг. 1 как соединения 26 и 28, которые являются положительным и отрицательным, соответственно.
[0012] Соединитель 16 может быть подключен к батарее PP3 10 и в первом допустимом положении, и во втором допустимом положении. Первое допустимое положение обозначено изображением батареи 10 со сплошными линиями, и определяется первым двухконтактным узлом 18, физически подключенным к отрицательной клемме PP3 30 батареи 10, и вторым двухконтактным узлом 20, физически подключенным к положительной клемме PP3 32 батареи 10. Второе допустимое положение обозначено изображением батареи 10 с пунктирными линиями, и определяется первым двухконтактным узлом 18, физически подключенным к положительной клемме PP3 32 батареи 10, и вторым двухконтактным узлом 20, физически подключенным к отрицательной клемме PP3 30 батареи 10.
[0013] И в первом, и во втором допустимых положениях, показанных на Фиг. 1, между батареей PP3 и схемой 14 устанавливаются надлежащие электрические соединения. Соответственно, в любом положении, надлежащая электрическая мощность подается на устройство 12, и конструкция позволяет избежать возможного повреждения, которое может произойти в системах предшествующего уровня техники в результате установки батареи в недопустимой ориентации.
[0014] В примерных вариантах осуществления, соответствующие электрические соединения устанавливаются в результате механического соединения, осуществляемого между двухконтактными узлами и клеммами батареи PP3. В частности, каждый двухконтактный узел сконфигурирован так, чтобы при физическом подключении к положительной клемме батареи PP3, положительный контакт двухконтактного узла электрически подключался бы к положительной клемме PP3, тогда как отрицательный контакт двухконтактного узла электрически изолировался бы от положительной клеммы PP3. И наоборот, но по аналогии, когда двухконтактный узел подключается к отрицательной клемме батареи PP3, положительный контакт двухконтактного узла электрически изолируется от отрицательной клеммы PP3, тогда как отрицательный контакт двухконтактного узла электрически подключается к отрицательной клемме PP3.
[0015] На Фиг. 2 показана батарея PP3 10 с дополнительным вариантом осуществления соединителя 40 для электрического соединения батареи 10 с устройством. Компоненты соединителя 40 для ясности показаны в покомпонентном изображении. Соединитель 40 включает в себя первый двухконтактный узел 42, включающий в себя положительный контакт 44 для контакта с положительной клеммой батареи PP3, и отрицательный контакт 46 для контакта с отрицательной клеммой батареи PP3. Соединитель также включает в себя второй двухконтактный узел 52, включающий в себя положительный контакт 54 для контакта с положительной клеммой батареи PP3, и отрицательный контакт 56 для контакта с отрицательной клеммой батареи PP3. Как отмечено выше, разрешается два допустимых положения подключения, в которых каждая клемма PP3 может быть корректно электрически соединена с любым двухконтактным узлом. Только одно из этих положений/ориентаций, показано на Фиг. 2, то есть ориентация, в которой клемма 32 совмещается и подключается к двухконтактному узлу 52, в клемма 30 совмещается и подключается к двухконтактному узлу 42.
[0016] Контакты 44, 46, 54 и 56 могут монтироваться на базовой структуре 60, которая может также включать в себя печатную монтажную плату (PCB) или другой механизм соединения. В частности, положительные контакты 44 и 54 обычно соединяются вместе, и/или с положительным контактом схемы на устройстве, которому должно предоставляться питание (например, положительный участок 22 схемы 14 на Фиг. 1). Аналогично, отрицательные контакты 46 и 56 обычно соединяются вместе и/или с отрицательным контактом схемы устройства, которому должно предоставляться питание (например, отрицательный участок 24 схемы 14 на Фиг. 1). Кроме того, могут быть предоставлены изолирующие структуры 62 и 64, для изоляции каждого положительного контакта от каждого отрицательного контакта, и/или для поддержания положительного контакта в коаксиальном расположении или другой желаемой ориентации относительно отрицательного контакта. В дополнение, или вместо изолирующих структур, контакты просто могут быть установлены в пространственно-разнесенной ориентации.
[0017] Контакты 44, 46, 54 и 56 могут, как правило, иметь цилиндрическую форму, и/или быть адаптированными другим способом к физическому подключению к цилиндрической в целом структуре положительной и отрицательной клемм батареи PP3. Например, отрицательные контакты (то есть контакты 46 и 56) могут быть сконфигурированы для образования электрического соединения посредством приема и, по меньшей мере, частичного обхвата участка 32a внешнего диаметра отрицательной клеммы PP3 32. Кроме того, отрицательный контакт может иметь размер, или быть сконфигурирован другим способом для обеспечения упруго-скошенного сцепления с отрицательной клеммой PP3. Например, для отрицательного контакта может быть использован упругий металл. Кроме того, как в показанном примере, зазубренные или разрезанные участки могут быть использованы для облегчения упругой деформации отрицательного контакта, чтобы предоставить прессовую посадку или другое упругое сцепление, когда отрицательная клемма PP3 принимается внутрь отрицательного контакта.
[0018] Аналогично, положительные контакты (то есть, контакты 44 и 54) могут быть сконфигурированы так, что электрическое соединение образуется, когда один из них принимается внутрь и, по меньшей мере, частично обхватывается участком 30a внутреннего диаметра положительной клеммы 30 батареи PP3. Как и с отрицательными контактами, положительные контакты могут быть сконфигурированы так, чтобы обеспечить упруго-скошенное сцепление с положительной клеммой PP3, чтобы гарантировать надежное электрическое соединение. Упругое сцепление может быть облегчено посредством выбора проводящего материала и обеспечения зазубрин или вырезов, как изображено на положительных контактах 44 и 54. Как рассмотрено в связи с Фиг. 1, каждый из двухконтактных узлов 42 и 52 имеет такую структуру, что когда двухконтактный узел физически подключается к положительной клемме батареи PP3, положительный контакт электрически подключается к положительной клемме PP3, тогда как отрицательный контакт изолируется от положительной клеммы PP3, и когда двухконтактный узел физически подключается к отрицательной клемме батареи PP3, положительный контакт изолируется от отрицательной клеммы PP3, тогда как отрицательный контакт электрически подключается к отрицательной клемме PP3. Соответственно, независимо от того, в какой ориентации батарея помещается на место, между батареей и устройством устанавливается надлежащее электрическое соединение.
[0019] На Фиг. 3 показана батарея PP3 10 с другим вариантом осуществления соединителя 80 для электрического соединения батареи PP3 с устройством. Как и в случае на Фиг. 2, различные компоненты, которые могут использоваться с соединителем, показаны в покомпонентном изображении. Чертеж на Фиг. 3 во многих отношениях подобен таковому на Фиг. 2. Отличие состоит только в том, что положительные контакты 82 и 84 сформированы как часть единой проводящей структуры, наряду с соединением 86 положительной цепи. Аналогично, отрицательные контакты 92 и 94 сформированы унитарным образом, наряду с соединением 96 отрицательной цепи. Изолирующие структуры 102 и 104 также могут быть предоставлены для электрической изоляции двух проводящих структур друг от друга и поддержания их в желаемом положении относительном друг друга. В частности, четыре структуры между батареей 10 и базовой структурой 110 могут быть собраны вместе в многоуровневой конфигурации. Вместе с базовой структурой 112 базовая структура 110 может использоваться для поддержки структур батареи и соединителя и/или для предоставления электрического и физического соединений с компонентами питаемого от батареи устройства.
[0020] Используя формулировки двухконтактного узла из предшествующих примеров, положительный контакт 82 и отрицательный контакт 92 определяют первый двухконтактный узел 122 соединителя 80, тогда как второй двухконтактный узел 124 задается положительным контактом 84 и отрицательным контактом 94. Так же, как и в предшествующих примерах, допустимое электрическое сцепление может быть создано соединением любой клеммы PP3 (30 или 32) батареи 10 с любым двухконтактным узлом (122 или 124). Если данный один из двухконтактных узлов подключается к положительной клемме PP3, его положительный контакт подключается к положительной клемме PP3, а его отрицательный контакт изолируется от положительной клеммы PP3. С другой стороны, если двухконтактный узел подключается к отрицательной клемме PP3, его отрицательный контакт электрически подключается к отрицательной клемме PP3, тогда как его положительный контакт изолируется от отрицательной клеммы PP3. Кроме того, подобно варианту осуществления на Фиг. 2, контакты могут быть в целом цилиндрическими и/или иначе сконфигурированными для создания упруго-скошенного сцепления с цилиндрическими в целом структурами клемм батареи PP3. Независимо от того, в какой ориентации батарея установлена на место, надлежащее электрическое подключение может быть обеспечено для устройства через соединение 86 положительной цепи и соединение 96 отрицательной цепи. Эти соединения могут соответствовать соединениям 26 и 28 на Фиг. 1, соответственно.
[0021] На Фиг. 4 показан плоский вид сверху батареи 10 с ее клеммами PP3, подключенными к двухконтактным узлам варианта осуществления соединителя на Фиг. 3. В частности, положительный и отрицательный контакты двухконтактных узлов 122 и 124 показаны в поперечном сечении. Отрицательная клемма PP3 32 показана как принимаемая внутрь и, по меньшей мере, частично обхватываемая отрицательным контактом 94. Отрицательный контакт 94 устанавливает электрический контакт с внешним диаметром или участком 32a стенки клеммы, и электрическое соединение может поддерживаться с помощью упруго-скошенного сцепления, как отмечено выше. Как показано на чертеже, скос может быть радиальным, по направлению внутрь, напротив области внешней стенки клеммы. Вместе с тем относительные положения отрицательного контакта 94 и положительного контакта 84 приводят к тому, что положительный контакт 84 оказывается отделенным и изолированным от отрицательной клеммы 32 батареи PP3. Как отмечено выше, зазор и изоляция могут быть обеспечены изолирующими структурами 102 и 104 (не показаны на Фиг. 4).
[0022] Возвращаясь к Фиг. 4, положительный контакт 82 показан как принимаемый внутрь и, по меньшей мере, частично, обхватываемый внутренним диаметром, или участком 30a стенки положительной клеммы PP3 30. Положительный контакт 82 устанавливает электрический контакт с положительной клеммой PP3, и электрическое соединение может быть установлено и поддержано с помощью упруго-скошенного сцепления с внутренней стенкой клеммы, как рассмотрено выше. Подобно отрицательному контакту, соединение положительного контакта может поддерживаться с помощью скоса в радиальном направлении, или наружной подгонкой контакта напротив области внутренней стенки положительной клеммы батареи. Относительные физические положения положительного контакта 82 и отрицательного контакта 92 дают возможность разнести и изолировать отрицательный контакт 92 и положительную клемму 30 батареи PP3. Хотя это и не показано на Фиг. 4, следует понимать, что вариант осуществления соединителя на Фиг. 2 может быть подключен к батареи подобным же образом, что и показанный на Фиг. 4.
[0023] В дополнение, или вместо вышеупомянутых примеров, контактные структуры двухконтактных узлов могут быть сформированы из проводов, и/или быть связаны между собой проводом или подобными проводу структурами. Например, проводной контакт может быть использован для контакта с участком внутренней стенки положительной клеммы PP3. Такой контакт может быть адаптирован для обеспечения поддерживаемого пружиной или упруго-скошенного сцепления, чтобы гарантировать электрический контакт с клеммой батареи. Аналогично, контакт, сформированный из проводов, или подобных проводу структур, может быть использован для подключения к внешнему участку отрицательной клеммы PP3. При использовании, контакты проводного типа могут иметь, или не иметь, цилиндрическую форму или конфигурацию, и контакты могут иметь, или не иметь, форму для частичного обхвата, или быть обхваченными соответствующей клеммой батареи. Действительно, следует отметить, что различные конфигурации проводных контактов могут быть использованы для описываемых здесь соединителей батареи.
[0024] Следует понимать, что описанные здесь конфигурации и/или подходы являются примерными, и что конкретные варианты осуществления, или примеры, не должны рассматриваться, как ограничивающие, поскольку возможны их многочисленные изменения. Конкретные операции или способы, описанные здесь, могут отображать один или несколько многочисленных технологических методов. При этом различные показанные операции могут быть выполнены в приведенной последовательности, в других последовательностях, параллельно, или в некоторых случаях вообще пропущены. Аналогично, порядок вышеописанных операций может быть изменен.
[0025] Объект настоящего раскрытия включает в себя исключительно новые и неочевидные комбинации и суб-комбинации различных операций, систем и конфигураций, и других признаков, функций, действий, и/или свойств, раскрытых здесь, а также любые и все их эквиваленты.