CN101176245B - 用于电池充电器的减压阀 - Google Patents

Abstract

一种电池充电器(10)，其包括：将电池充电电子器件(11)封闭起来的壳体(15)、可连接到主插口上的接口(12)，以及充电电流输出接口。该壳体的壁(75)内形成开口(71)，减压阀(90)设置在该开口内，用于当该壳体内的压力超过相对于该壳体的外部的压力极限时，将气体从该壳体的内部放开并排出到该壳体的外部。在一个实施例中，用于将电池充电电子器件(11)与充电电流输出接口互相连接起来的电缆(80)的套管(90)作为阀使用。

Description

用于电池充电器的减压阀

发明领域

本发明涉及电池充电器领域，特别涉及可连接于主插口(mainoutlet)与电池或承载有电池的电子装置之间的充电器，以便接收来自主插口的交流电流，将交流电流转换为直流电流，并且将直流电流供应至电池，以便对电池充电。特别地，本发明涉及对气密性充电器的壳体内的气体压力进行减缓的方案。

发明背景

电子装置需要一些形式的电源供应来工作。对于大多数电子装置，尤其是便携式装置，电池优于与主插口的线连接。虽然当电量耗尽时更换电池是可行的，在许多情况下的通常惯例是改为使用可再次充电的电池。这些电池可以通过使用连接于主插口的电池充电器而被再次充电。

因此，电池充电器典型地包括含有可连接到主插口的插头的接口、设置在保护壳体内的交流/直流转换器电子器件、以及包括位于壳体外部的连接器的电池接口。插头从该壳体伸出。插头连接到壳体内的交流/直流转换器装置上，以便为该交流/直流转换器装置供应交流电，而交流/直流转换器装置接着连接到电池连接器，以便为连接后的电池供应直流充电电流。交流/直流转换器电子器件可能或多或少有点改进，并且可以包括例如用于执行预定充电方案的控制单元，该充电方案与一定类型的电池相适应。然而，在许多情况中，实际的充电控制电路包含于承载有电池的装置中，比如移动电话中，而电池连接器连接于承载有电池的装置。在这些方案中，电池充电器为相当简单的装置。电池接口可以包括电池连接器，该电池连接器包括用于直接附接电池或承载有电池的装置的插头或插座，或者包括具有位于其远处自由端部的插头或插座的线。

对于许多电子装置，当购买装置时提供电池充电器，或者可以单独地提供。此外，全球市场上制造了许多类型的电子装置及充电器，并且其在不同区域或国家之间的差别很小甚至没有差别。因此，电池充电器一般地为低成本的产品，并且被数以百万计地制造出来，并且常常供应至全球，以便供使用不同主电压的地方使用。电池充电器也常常为完全绝缘的产品，用于避免在转换器电子器件上形成的湿气。

然而，在世界的一些地方，使用无规律、非均匀的主电压或多或少是普通的，该无规律、非均匀的主电压在极端条件下可以导致在充电器内快速地形成热量及产生气体。这个过程几乎迅速地发生，并且所形成的气体可能无法足够快地从充电器的壳体选出。由于充电器常常用于与便携式装置，比如移动电话、膝上型电脑、袖珍型电脑等一起使用，充电器也优选地非常小，以便很好地携带。此外，充电器越小，限定于其壳体内的空间就越小，因为封闭容积很小，其趋向于引起甚至更快速的压力增加。在一些严重情况中，这可能引起在充电器内***的危险，并随后对充电器设备造成损坏。

发明概要

因此，本发明的目的是提供一种用于电池充电器的方案，用于即使在异常条件下，气体开始在单元内积聚压力时，防止充电器的***。

此目的通过电池充电器实现，其包括将电池充电电子器件封闭起来的壳体、可连接到主插口的接口以及充电电流输出接口，其中开口形成于壳体壁内，并且减压阀(pressure relief valve)设置在开口内，用于当壳体内的压力超过相对于壳体外部的压力极限时，将气体从壳体的内部放开并排出到壳体的外部。

在一个实施例中，减压阀偏置于其闭合状态，从而使得充电器在气体从壳体内部排出后将被闭合。

在一个实施例中，阀包括***到开口内的弹性部件，其包括搁靠在壳体壁的外表面上的唇缘(lip)，并且当壳体内的压力超过压力极限时，该弹性部件适于屈服。

在一个实施例中，唇缘的内表面与壳体的内部导通连接。

在一个实施例中，弹性部件具有搁靠在壳体壁的内表面上的内部凸缘。

在一个实施例中，弹性部件的一部分在内部凸缘处缺失，从而允许从壳体的内部到唇缘之间的导通连接。

在一个实施例中，弹性部件包括位于唇缘内部的外肩部，其成型为在开口外部邻接壳体壁，开口大致为圆形，但具有到壳体内部的切口，该切口延伸超过内部凸缘的直径，从而允许气体穿过开口。

在一个实施例中，凹槽形成于壳体壁的外表面内，并位于切口的外部，从而在外部凸缘内形成压力腔室。

在一个实施例中，唇缘邻接形成于壳体壁的外表面内的凹槽。

在一个实施例中，减压阀甚至作为用于电缆的套管使用，该电缆连接到电池充电电子器件上。

在一个实施例中，电缆具有定位于远离壳体的自由端处的直流充电电流输出连接器。

在一个实施例中，电缆具有定位于远离壳体的自由端处的交流充电电流输入连接器。

在一个实施例中，充电电流输出接口包括连接器，该连接器成型为可连接到移动电话的电池充电器输入端口上。

在一个实施例中，壳体包括至少两个在接缝处连接的壳体零件，开口延伸穿过该接缝。

附图简述

以下通过举例的方式并结合附图对本发明的多个实施例进行描述，图中：

图1示意性地展示了根据第一个实施例的如下所示的电池充电器；

图2展示了图1中从侧面观察的充电器；

图3为充电器一部分的横断截面图，显示了根据第一个实施例的压力释放装置；

图4展示了图3中压力释放装置的详细及局部分解图；

图5和图6展示了根据第一个实施例的两个备选方案的压力释放装置的纵向截面图；

图7和图8展示了根据本发明第二个实施例而设计的用于充电器的壳体的不同视图；

图9和图10示意性地展示了根据第二个实施例的电缆支撑部件是如何设计成与壳体内的成型开口进行配合，以便提供压力释放装置的；

图11展示了具有直流电缆的充电器的一个实施例；

图12展示了具有交流电缆的充电器的一个实施例；

图13展示了同时具有直流电缆及交流电缆的充电器的一个实施例；以及

图14展示了不含电缆的充电器的一个实施例。

优选实施例详述

本描述涉及电池充电器领域，特别涉及适于对用于便携式或手持式装置，比如移动电话、对讲机、电子记事簿、智能电话、个人数字助理(PDA，personal digital assistance)、膝上型电脑等的电池进行充电的电池充电器。然而，应当注意：根据本发明的充电器并不限制于使用于便携式电子装置。另外，应当强调：当用在本描述中以及附加权利要求中以便表示所包含的特征、元件或步骤时，术语“包括”决不应当解释为：仅包含那些明显陈述的特征、元件或步骤，而排除其它特征、元件或步骤的存在。

现在参考附图描述示例性的实施例。

从设计的观点考虑，电池充电器包括以下零件：

-电子电路，其封闭于

-塑料盖体或壳体内，

-主接口，典型地为具有交流插针(pin)的插头，插针用于***到墙体插座内，以及

-输出接口，典型地为装有连接器的直流电缆，用于将充电器连接到电池或承载有电池的装置上。

除了上述技术特征状态之外，根据本发明的充电器进一步包括压力释放装置(pressure releasing device，PRD)特征，其适于：

-以受控制的方式并在预定的压力下将气体从壳体快速地释放，

-不允许在充电器内形成较高的危险压力，

-预防湿气，因为当释放压力后，压力释放装置将再次闭合，

-防止外部与内部的电子电路进行接触，甚至当压力释放装置已起作用(react)时。

优选地，甚至在触发压力释放装置打开并释放压力的事件发生之后，充电器仍保持闭合。这是有利的特征，其防止了对敏感的电子器件的接触，并避免了湿气进入壳体内。

图1-6展示了本发明的第一个实施例，在图中，压力释放装置示例性地结合于通常由类似橡胶的弹性材料制成的弹性把手垫(grip pad)内。图1展示了电池充电器10。根据已经确定的技术，充电器10包括用于将交流电压转换为直流电压的电子电路11。电子电路11连接到主插口连接器12上。在该特定实施例中，主插口连接器包括两个平行且互相隔开的插针12，该插针12从垫片元件13延伸而出，并且该插针12设计成与主插口插座连接。然而，众所周知，可以具有其它用于不同国家的主插口接口设计，并且应当注意：本发明决不局限于所展示的实施例。事实上，主插口连接器甚至可以包括插座而不是插头，用于与主插口插头连接。电子电路11进一步通过直流电缆14而连接到充电电流输出连接器18上。盖体或壳体15将电子电路11封闭起来，并且提供了套管，以便在其与壳体15的连接处支撑电缆。图1进一步显示了两个压力释放装置20，但应当注意：仅仅一个装置可能足够，或者可以包括多于两个的装置。压力释放装置包括通向限定于壳体内部的空间或腔体内的开口，以及放置在开口内的阀。

图2中展示了从侧面看的充电器10，并且由此图可以看出：壳体15包括至少两个壳体零件15a以及15b，其在接缝16处通过焊接、胶合、扣锁(snap-locking)、螺接或任何其它固定方式而互相固定。在该实施例中，压力释放装置20包括作为阀使用的插头21，该插头21由弹性材料比如橡胶、硅树脂或热弹性塑料形成，并且放置在形成于壳体15中的开口30内。从图2可以看出：本体21优选地定位于接缝16内，以便在制造过程中容易安装。备选的变形实施例是形成没有穿过接缝的开口，并且随后将弹性本体压入到其位置。

在一个实施例中，阀可包括坚硬或弹性的本体，其朝向阀座弹簧装载，该阀座限定于边沿内部或外部，该边沿限定了该开口。然而，优选地如下所解释的那样，本体自身包括弹性或有回弹部分，从而提供阀的功能。

图3示意性地展示了经过图2所示A-A线的截面图，从图中可以看出本体21是如何放置在开口30内的。在该实施例中以及在这个方向，本体21包括与壳体15的外壁的表面邻靠的外部凸缘或唇缘22、与壳体15的内壁的表面邻靠的内部凸缘24、以及中央部23，该中央部23比两个凸缘狭窄并且连接到该两个凸缘上。

然而，为了通过气体抽空而消除过压，气体必须从壳体15的内部导向至外部。为此，内部凸缘成型为仅在围绕开口30的内部周缘的一定部分上出现，而在另一个部分上则未出现。这示意性地展示于图4-6中。图4展示了装配之前出现在两个壳体零件15a与15b之间的本体21。因此，开口30尚未形成，但其边界则分别在壳体零件15a及15b内的边缘部分30a以及30b处形成。由图可以看出：外部凸缘22具有椭圆形形状，该椭圆形状或多或少与开口30的形状对应，但椭圆形状延伸超过开口30的周缘，以便将开口30密封起来。中央部23小于开口30，以便在开口30的壳体边缘与中央部23之间提供气体导通。然而，内部凸缘24具有偏离开口30的形状，因为凸缘24在纵向侧延伸超过开口30的边缘30a、30b，并延伸到图中的左右，但未在较短的端部延伸，即图中的上端部以及下端部。在那些较短的端部，气体因而可以自由地朝着外部凸缘22的内表面25流动，以便将气体暴露于压力之中。图5展示了图4中经过B-B线的截面侧视图，从图中可以看出：外部凸缘22是如何搁靠在壳体壁15的外部上的，以及外部凸缘的内表面25是如何暴露于壳体的内部压力中的。图6通过举例的形式展示了该实施例的修改后的形式，在该实施例中，凸缘22安置在壳体内的凹槽17内，用于增加干扰充电器顶出或甚至将本体移除的难度。

图7-10通过举例的形式展示了本发明的第二个实施例。在该实施例中，压力释放装置结合在应力消除套管内，该应力消除套管位于连接到充电器壳体上的电缆上，比如用于输出连接器的直流电缆或用于主连接器的交流电缆。通过这种方式，如果应力消除套管以任意方式装配到讨论中的电缆上，则压力释放装置功能为内置式，而没有任何实质性的额外成本。在所展示的实施例中，减压装置结合在直流电缆内。

图7和图8展示了用于电池充电器的壳体70。主插头被展示出，而电子电路则被省去。壳体70具有开口71，其成型于两个壳体零件70a与70b之间的接缝76内。壳体零件通常借助超声波焊接而组装起来，但如上所述，其它方式也是可行的。为了容易***，具有特殊应力消除的电缆，包括压力释放装置，优选地定位于充电器壳体的顶部与底部之间的分界面内。

开口71具有特殊的形状，其将被详细描述，并且也用于将电缆在壳体70内部的充电电子器件与定位于电缆远端的充电电流连接器(图未示)之间进行导向。

图10展示了壳体70的截面图，该壳体70具有位于壳体壁72内的开口71，电缆80穿过该开口71。电缆80利用套管90而附接，从而将电缆夹紧在开口内。根据本发明的一个实施例，该套管具有特定的设计并作为阀使用。电缆80优选地与套管90的通孔94集成在一起，或者紧固地附接到该通孔94内。一种备选的情况是使用套管，其包覆成型于电缆上。在图10中，壳体壁72的左边表示壳体70的内部，而壳体壁72的右边则表示壳体70的外部。

在图9中，可以从图7中的前部看到开口71，但也将套管90的一些直径以虚线展示出来。在所展示的实施例中，开口71大致为直径为hd的圆形形状。然而，也可以使用防止电缆转动的其它形状的套管中间零件，比如三角形、矩形或其它多边形形状。在此意义下，词语“直径”仍然用于表示从中心点或轴线开始的最远的周缘。

在壳体70内，套管90与具有直径di的内部凸缘91邻接。在开口71的外部，套管90具有直径为d的肩部92。如图7-10所示，开口71并非是完全的圆形，而是具有切口73以及凹槽74。切口73具有大于di的尺寸Di。因此，内部凸缘91没有覆盖整个开口，而是形成经过切口73而通向凹槽74的逸气通路，其形成了位于壁72外侧处的压力腔室。压力腔室74延伸至尺寸为D。凹槽74可以非常浅(ground)，典型地在0.05-1mm之间，并且优选地在0.1-0.5mm之间，比如大约为0.2mm，但其存在有助于获得改善的功能。在凹槽的内壁与外部唇缘93之间形成了压力腔室74，其与充电器本体内的空间借助切口73而永久连接。凹槽的表面以及可屈服唇缘的预张力及材料特性为可设计成用于决定减压阀功能的打开压力的因素。

压力腔室74被套管90的外部凸缘或唇缘93所闭合。外部凸缘93优选地容纳于壳体1的外表面上的另一个肩部75内。外部凸缘93的直径为LD，其大于压力腔室的直径D。套管90优选地由前述弹性材料中的任何材料制成。当压力腔室74内的压力超过极限时，外部凸缘将屈服，以便将气体从压力腔室74抽到壳体的外部。通过这种方式，套管90以及唇缘93借助经过切口73、压力腔室74以及可屈服唇缘93的逸气通路而为壳体70提供了减压作用。所获得的阀功能利用套管90的形状及回弹性而偏置于其闭合位置。这种情况同时适用于图1-6的实施例，在这些实施例中，正是本体21的形状及回弹性确保了阀的单通路功能。

最普通的电池充电器的实施方式是采用壳体来承载转换器电子器件及主插头，而直流连接器则装配到电缆的远端，该电缆的远端连接到壳体内的电子器件上，其为展示于图1-10中的实施例中的设计。然而应当注意：备选实施例是可行的，如结合图11-14所解释的那样。首先，主插头也可以连接到交流电缆的远端，该交流电缆的远端附接到壳体上。类似地，直流连接器可以直接地装配到壳体上。根据本发明的充电器因此可以不含电缆、含有一根交流电缆、含有一根直流电缆、或者含有一根交流电缆和一根直流电缆。此外，主插头可以以不同的形状存在，从而使得充电器专用于某个国家或区域。

图11展示了与前述图形对应的设计，其具有包含充电转换器电子器件的充电器壳体112，以及装配到壳体112上的主插头113，用于连接到主插口111。壳体112上也装配有直流输出电缆114，该直流输出电缆114在其远端承载有直流连接器115，用于连接到电池或承载有电池的装置117的插座116上。

图12展示了第一个备选设计，在此，包含有充电转换器电子器件的充电器壳体112借助交流电缆118而连接到主插头113上，用于连接到主插口111上。壳体112装配有直流连接器115，并且优选地装配有一些形式的插座，以便紧固地将电池或装置117与其插座116附接起来。

图13展示了第二个备选设计，在此，包含有充电转换器电子器件的充电器壳体112借助交流电缆118而连接到主插头113上，用于连接到主插口111上，并连接到在其远端承载有直流连接器115的直流输出电缆114上，用于连接到电池或装置117的插座116上。

图14展示了第三个备选设计，在此，用于连接到主插口111的主插头113，以及用于连接到电池或装置117的插座116的直流连接器115均直接地装配到壳体112上。

如上所述，承载有电池的装置117可以为，比如移动电话、对讲机、电子记事簿、个人数字助理或膝上型电脑。进一步的备选装置包括相机、媒体播放器例如DVD或mp3播放器、电子玩具等。

本发明已经通过参考实施例的方式进行描述，但应当理解：在附加权利要求范围内的变型实施例也是可行的。已经对一定元件以或多或少的详细程度进行了描述，虽然那些元件的实际情况对本发明并不重要。比如，主插头不需要定位成以一定角度从充电电缆延伸，但反而可以在电缆的相对方向上延伸。设置在两个壳体零件之间的接缝，如果存在的话，可以仅仅设置成穿过比如图7中的纵向平面，或者具有不规则的形状。另外，完全没有电缆的充电器也是可能的，只要有用于附接电池或承载有电池的装置的连接器即可。也应当注意：如结合图7-10描述的那样，将电缆套管与阀体组合起来的特征，也可以很好地在结合图1-6描述的实施例中实施。

Claims (14)

1.一种电池充电器(10)，其包括：将电池充电电子器件(11)封闭起来的壳体(15)、可连接到主插口上的接口(12)，以及充电电流输出接口，其特征在于：所述壳体的壁(75)内形成开口(71)，减压阀(90)设置在所述开口内，用于当所述壳体内的压力超过相对于所述壳体外部的压力极限时，将气体从所述壳体的内部放开并排出到所述壳体的外部。

2.如权利要求1所述的电池充电器，其特征在于，所述减压阀(90)偏置于其闭合状态，从而使得所述充电器在气体从所述壳体内部排出后将被闭合。

3.如权利要求1或2所述的电池充电器，其特征在于，所述阀包括***到所述开口内的弹性部件(90)，其具有搁靠在所述壳体壁外表面上的唇缘(93)，并且当所述壳体内的压力超过所述压力极限时，所述弹性部件适于屈服。

4.如权利要求3所述的电池充电器，其特征在于，所述唇缘的内表面与所述壳体的内部导通连接。

5.如权利要求3所述的电池充电器，其特征在于，所述弹性部件具有搁靠在所述壳体壁的内表面上的内部凸缘(91)。

6.如权利要求5所述的电池充电器，其特征在于，所述弹性部件的一部分在内部凸缘处缺失，从而允许从所述壳体的内部到所述唇缘之间的导通连接。

7.如权利要求5所述的电池充电器，其特征在于，所述弹性部件包括位于所述唇缘内部的外肩部(92)，其成型为在所述开口(71)外部邻接所述壳体壁，所述开口(71)大致为圆形，但具有到所述壳体内部的切口(73)，所述切口(73)延伸超过所述内部凸缘(91)的直径(di)，以允许气体穿过所述开口(71)。

8.如权利要求7所述的电池充电器，其特征在于，凹槽(74)形成于所述壳体壁的外表面内，并位于所述切口(73)的外部，在所述唇缘(93)内形成压力腔室。

9.如权利要求3所述的电池充电器，其特征在于，所述唇缘邻接形成于所述壳体壁的外表面内的凹槽(75)。

10.如前述权利要求中任何一项所述的电池充电器，其特征在于，所述减压阀甚至作为用于电缆(80)的套管(90)使用，所述电缆(80)连接到所述电池充电电子器件上。

11.如权利要求10所述的电池充电器，其特征在于，所述电缆具有定位于远离所述壳体的自由端处的直流充电电流输出连接器。

12.如权利要求10所述的电池充电器，其特征在于，所述电缆具有定位于远离所述壳体的自由端处的交流充电电流输入连接器。

13.如前述权利要求中任何一项所述的电池充电器，其特征在于，所述充电电流输出接口包括连接器，所述连接器成型为可连接到移动电话的电池充电器输入端口上。

14.如前述权利要求中任何一项所述的电池充电器，其特征在于，所述壳体包括至少两个在接缝(76)处连接的壳体零件(70a、70b)，并且所述开口(71)延伸穿过所述接缝。

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