JP4404603B2 - ロックツマミ付パック電池 - Google Patents

Description

本発明は、電気機器に着脱可能で、装着状態でロックするためのロックツマミを備えたパック電池に関する。

パック電池は、ケース内に電池セルが収納されて構成され、ノート型パソコンをはじめとする電気機器に装着され、その電気機器に電力を供給するのに用いられる。
このパック電池において、電気機器に装着された状態でロックするため、ロックツマミが設けられてるものもある。特にパック電池のケースが電気機器の筐体の一部を兼ねているタイプのものでは、電気機器の筐体またはパック電池のケースにロックツマミが装着されていることが多い。

このロックツマミには、操作者が操作するために力を加える操作部分と、電気機器の筐体に係合するための係合ツメが形成され、この係合ツメがケースから突出したり退避したりできるように、ケースに対して移動可能に装着されている。そして、ケースには、ロックツマミを係合ツメがケースから突出する方向に付勢するバネ等の弾性体が内蔵されている（特許文献１参照）。

そして、電気機器の筐体には被係合部が設けられ、パック電池が電気機器に装着されているときに係合ツメが被係合部にはまり込んでロックされるが、操作者がロックツマミの操作部分に力を加えることによってロックを解除してパック電池を電気機器から取り外すことができる。
図６は、一従来例にかかるロックツマミ付パック電池におけるロックツマミ装着部分の構造を示す斜視図である。この例では、ケース１１０の一周縁部にロックツマミ１０３が装着されている
ロックツマミ１０３は、ケース１１０の周壁部１１２に沿って延びるベース部１３０と、ベース部１３０の両端に一対の係止ツメ１３１が形成され、ベース部１３０の中央に操作者が力を加えるツマミ部１３２が取り付けられている。また、ケース１１０の周縁部には、ロックツマミ１０３の両端面１３３をスライド保持する１対の支持部１１５が設けられている。

ケース１１０の内面に設けられたリブ壁１１６と、ベース部１３０との間には、係止ツメ１３１がケースから突き出る方向にロックツマミ１０３を付勢するばね１４０が架設されている。
すなわち、ばね１４０は、くの字状に折れ曲がっており、その中央部が、ベース部１３０の中央部分に取り付けられ、ばね１４０の両端がリブ壁１１６に取り付けられている。

このようなロックツマミ１０３は通常、ばね１４０の付勢力によって係止ツメ１３１が周壁部１１２の切り欠きから突き出す（ロック位置）に位置するが、操作者がツマミ部１３２を押し込むことによってロックツマミ１０３がスライドして一対の係止ツメ１３１が周壁部１１２の切り欠き内に退避する。
特開平１１−１６２４２９号公報

上記図６のロックツマミ付パック電池においては、ロックツマミ１０３を押し込んでスライドさせるときにロックツマミ１０３が傾斜しやすく、特に、ロックツマミ１０３がケース１１０の内面に沿って回転して傾斜すると、一方の係止ツメ１３１が十分に退避されないので、ロックが十分に解除できないという問題が発生することがある。また、係止ツメ１３１が出没する切り欠きの壁面に引っかかってスムースなスライド動作が妨げられることもある。

また、組み立て時において、上記のようにばね１４０を架設するには手間がかかるという問題もある。
本発明は、ロックツマミ付パック電池において、ロックツマミを傾くことなくスムースにスライドできるようにすることを目的とし、更に、ロックツマミを容易に定位置に装着できるようにすることも目的とする。

本発明のパック電池は、電池セルが収納された外装体と、当該外装体に対してスライド可能な状態で装着されスライド動作に伴って外装体から出没する係止ツメが設けられたロックツマミと、当該ロックツマミを係止ツメが出る向きに付勢する弾性体とを備え、装着対象機器に装着され、装着対象機器に給電する電池パックにおいて、ロックツマミには、スライド方向に伸張する複数本のピンを並列に取り付け、外装体の内面には、各ピンの外周面と対向する内周面を有し、各ピンを長手方向にスライド可能に支持する支持部を、複数設けることとした。

この電池パックにおいて、ロックツマミに設けられた係止ツメは外装体から突き出る方向に付勢され装着対象機器側の被係止部に係止されることによって、電池パックが装着対象機器にロックされる。
上記複数の支持部は、外装体の内面上に、ピンがスライドする方向と直交する方向に並んで配列させ、複数本のピンも、複数の支持部に対応した位置においてロックツマミに取り付けることが好ましい。

上記ロックツマミにおいて、複数本のピンが並設されている範囲内に、操作者が力を加えるツマミ部を形成することが好ましい。
各支持部は、外装体の内壁から突出するリブ形状とし、ピンが貫通する孔を形成することによって実現できる。
ここで、外装体に係止ツメが出没する開口部が設けられている場合、ロックツマミが外装体の内面に沿って傾斜するのに伴って係止ツメが開口部の壁面に接触するのを抑制できるように、複数本のピンと当該ピンが貫通する孔との間隙を設定するのが好ましい。

ロックツマミが外装体の内面に沿って傾斜するのに伴って係止ツメが外装体に接触するのを抑制できるように、複数本のピンとピンが貫通する孔との間隙を設定するのが好ましい。
支持部には、ピンを、その側面から孔にはめ込むことができるように溝を形成することが好ましい。

弾性体として、複数のコイル状ばねを用い、各々をピンにはめ込むことが好ましい。

上記本発明の電池パックによれば、ロックツマミには、スライド方向に伸張する複数本のピンが並列に取り付けられ、外装体の内面には、各ピンの外周面と対向する内周面を有し、ピンを長手方向にスライド可能に支持する支持部が複数設けられているので、ロックツマミは、ピンを含む面に沿って傾斜することがなく、ピンの伸張方向にスムースにスライドする。

特に、上記複数の支持部を、外装体の内面上に、ピンがスライドする方向と直交する方向に並んで配列し、複数本のピンも、複数の支持部に対応した位置においてロックツマミに取り付ければ、ロックツマミが外装体の内面に沿って傾斜するのが抑えられるので、常にスムースにスライドする。
ここで、操作者が力を加えるツマミ部を、複数本のピンが並設されている範囲内に形成すれば、操作時にロックツマミに対して回転力が加わりにくいので、より傾斜を抑えることができる。

また、外装体に、係止ツメが出没する開口部が設けられている場合、ロックツマミが外装体の内面に沿って傾斜するのに伴って係止ツメが開口部の壁面に接触するのを抑制できるように、複数本のピンと当該ピンが貫通する孔との間隙を設定すれば、係止ツメが開口部の壁面にひっかかることもない。
各支持部は、外装体の内壁から突出するリブ形状とし、ピンが貫通する孔を形成すれば、容易に実現できる。ここで、ピンを、その側面から孔にはめ込むことができるように溝を形成すれば、
ピンを容易に支持部にはめ込むことができるので、電池パックの組立て時におけるロックツマミの装着が容易となる。

弾性体として、複数のコイル状ばねを用い、各々をピンにはめ込めば、ロックツマミが傾斜しようとするときに弾性体が傾斜をなくす方向に作用するので、更に安定してロックツマミをスライドさせることができる。また、スライド中に弾性体が外れることもない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる電池パックの外観斜視図である。
本図に示すパック電池は、プラスチック製の外装体１と、この外装体１内に収納されている電池（不図示）と、外装体１の表面に露出して設けられた外部接続端子２と、外装体１に対してスライド可能に装着されているロックツマミ３と、ロックツマミ３を付勢する弾性体（図１では示されない。図２，３のコイルバネ４０参照）などから構成されている。

収納される電池は、リチウムイオン二次電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池等の二次電池である。電池パックにおいて外装体内に収納される電池の形状は、円筒形でも角形でもよいが、図１に示した電池パックでは、角形の二次電池が複数個並べて収納されている。
そして、外部接続端子２は、外装体１内において電池上に配設されているプリント基板を介して、各電池の電極に接続されている。

このパック電池は、電気機器としてのノート型パソコンの筐体５０に形成された凹部５１にはめ込まれて装着され、ロックツマミ３に設けられた一対の係止ツメ３１が外装体１から突出して筐体５０の被係止部に係止されることによってロックされるが、操作者がロックツマミ３のツマミ部３２を押すことによって係止ツメ３１が退避してロックが解除されるようになっている。

外装体１は、外側ケース１０と内側ケース２０とから構成され、ロックツマミ３は外側ケース１０の周縁部分にスライド可能に保持されている。
外装体１が電気機器の筐体に装着されるときには、外側ケース１０が外側に、内側ケース２０が内側に位置するように装着され、外側ケース１０が電気機器の表面に露出する。
外側ケース１０及び内側ケース２０は、共に長方形状の平板部に対してその外周に周壁部が形成された形状である。なお、ロックツマミ３，外側ケース１０，内側ケース２０は、プラスチックを射出成型すことによって作製できる。

外側ケース１０と内側ケース２０とは、周壁部１２，２２どうしを互いにつき合わせて接合されている。この接合は、溶着によってなされるが、溶着以外に接着材で接着したり粘着テープで接着してもよい。
図２は、外側ケース１０の一周縁部にロックツマミ３がスライド可能に装着されている様子を示す図であって、外側ケース１０の内面側から見たものである。また、図３は、ロックツマミ３を外側ケースに装着する際の組立図である。

図２,３に示すように、外側ケース１０は、平板部１１の周縁に沿って周壁部１２が一体で成形されたものである。
（ロックツマミ３のスライド機構）
ロックツマミ３のスライド機構について説明する。
説明上、ロックツマミ３がスライドする方向を「スライド方向」、外側ケース１０の内面に沿ってスライド方向と直交する方向を「幅方向」ということとする。

ロックツマミ３は、幅方向に伸びるベース部３０に対して、そのスライド方向外側に、係止ツメ３１及び操作者が力を加えるツマミ部３２が取り付けられている。
本実施形態では、ツマミ部３２がベース部３０の中央部に設けられ、１対の係止ツメ３１がツマミ部３２を挟んで幅方向に離間して設けられている。
また、ベース部３０のスライド方向内側には、一対のスライド方向に伸びるスライドピン３３が、幅方向に間隔をあけて並列に設けられ、この両ピン３３の間にスライドを補助するスライド板３４がスライドピン３３と平行に設けられている。

外側ケース１０の外周部には、ロックツマミ３のツマミ部３２を外装体１の外部に表出させるツマミ窓１３が開設され、周壁部１２には、１対の係止ツメ３１を外装体１の外部に表出させる開口部として１対の切り欠き１４が形成されている。
係止ツメ３１のスライド方向の長さは、図２に示すようにベース部３０が周壁部１２に当接した状態で、係止ツメ３１が外側ケース１０の外に突出するように、且つスライドツマミ３を押し込んだときに係止ツメ３１が切り欠き１４の中に退避されるように設定されている。

更に、外側ケース１０の外周部内面には、上記１対のスライドピン３３を支持する１対の支持部１５が設けられている。
このように、ロックツマミ３においては、互いに間隔をおいて平行に設けられた２つスライドピン３３が、各々支持部１５によって軸方向にだけスライド可能に支持されている
従って、ロックツマミ３のツマミ部３２が押圧されたときに、ロックツマミ３はスライドピン３３の伸張方向に安定してスライドする。

（スライド機構の詳細及び効果）
図４は、支持部１５及びこれに支持されているスライドピン３３を軸に垂直に切った断面図である。
この支持部１５は、平板部１１の内面にリブ状に立設され、スライドピン３３が貫通できるように円形状の孔が開設されている。この孔の孔径は、スライドピン３３の外径と比べて若干大きく設定されている。

図４に示されるように、スライドピン３３が支持部１５にはめ込まれると、孔の内周面１５ａとスライドピン３３の外周面とが対向した状態、すなわち、孔の内周面１５ａがスライドピン３３の外周面の一部を囲む状態となる。従って、スライドピン３３は、その軸方向（図４の紙面表裏方向）にだけスライド可能な状態で、支持部１５に支持されることになる。

図５を参照しながら更に説明する。図５は、ロックツマミ３及び支持部１５を、２つのスライドピン３３の軸を含む平面に沿って切断した断面を示している。
図６に示す従来例のロックツマミ１０３では、幅方向の両端面１３３だけが支持部１１５で挟まれていたが、本実施形態のロックツマミ３では、図５に示されるように、２つのスライドピン３３は、幅方向に間隔をおいて配され、各スライドピン３３の外周面が支持部１５の内周面１５ａで挟まれて支持されているため、ツマミ部３２に対して、白抜矢印Ａのように、２つのスライドピン３３間の中央に、スライドピンの伸張方向に力が加えられる場合はもちろん、白抜矢印Ｂ1或はＢ2のように、スライドピン３３間の中央からずれたところに力がかけられる場合にも、ロックツマミ３はほとんど傾くことなく、スライドピン３３の伸張方向にスライドする。

よって、ロックツマミ３を押し込んだときに、両方の係止ツメ３１が切り欠き１４内に確実に退避され、ロックが確実に解除される。
更にこのとき、両ピン３３の間に設けられたスライド板３４が、平板部１１に沿った状態で、すなわち、スライドピン３３が平板部１１に対して平行に保たれた状態でスライドする。

なお、各スライドピン３３が支持部１５に対してスムースにスライドできるように、各スライドピン３３の外周面よりも孔の内周面１５ａを若干大きい径に設定し、両者間に若干の間隙が生じるようにすることが好ましい。ただし、この間隙が大きいと、ロックツマミ３が傾斜して係止ツメ３１が切り欠き１４の壁面にひっかかる原因ともなるので、係止ツメ３１が切り欠き１４の壁面に接触しないように、当該間隙を小さく設定するのが好ましい。

また、支持部１５には、その上面１５ｂから孔に通じる連通溝１５ｃが形成されている。
支持部１５は弾性を有する材料で形成され、連通溝１５ｃの溝幅はスライドピン３３の直径より若干小さく設定されている。これによって、スライドピン３３に力を加えて強制的に連通溝１５ｃを通過させてスライドピン３３を孔にはめ込むことができるが、孔にはめ込まれたスライドピン３３は、強制的に力を加えない限り連通溝１５ｃを通過して外れることはない。

２つのスライドピン３３の幅方向位置については、ロックツマミ３の中央部を挟んで互いに離れた位置であれば、必ずしもベース部３０の両端部に位置しなくてもよいが、ツマミ部３２が占める範囲よりも外側に位置すること、言い換えれば、ツマミ部３２を、スライドピン３３が並設されている範囲内に形成することが好ましい。更に、本実施形態のようにベース部３０の両端部にスライドピン３３が位置しているのが好ましい。

このように設定すれば、ツマミ部３２の中央からずれた位置（白抜矢印Ｂ1やＢ2）を操作者が押圧した場合でも、その押圧点が２つのスライドピン３３の間に収まるので、ロックツマミ３に大きな回転力がかかることがないからである。
よって、ロックツマミ３のツマミ部３２を操作者が押し込んで内向きにスライドさせるときや、また押し込んだ後に弾性体の力で外向きにスライドするときに、常にスムースにスライドされる。 なお、スライドピンと支持部との位置を入れ替えて、スライドピンを平板部１１の内面上に当該内面と平行に設け、支持部をロックツマミ３に取り付けても、同様にスライド機構を構成することができるが、ロックツマミ３，外側ケース１０，内側ケース２０は通常、射出成型で作製するので、実際の製造上、スライドピンを平板部１１上に形成することは難しい。これに対して、本実施形態のようにスライドピンをロックツマミ３に形成することは比較的容易である。

（コイルバネ４０によるロックツマミ３の付勢）
各スライドピン３３にはコイルバネ４０が圧縮された状態ではめ込まれ、コイルバネ４０の一端は支持部１５に当接し、他端はベース部３０の端部（スライドピン３３の付け根部分）に当接している。
従って、ロックツマミ３の両端部分は、各コイルバネ４０によってスライド方向外向き（白抜矢印Ｃ方向）にほぼ同等の力で付勢されている。

上記構のように各コイルバネ４０がスライドピン３３にはめ込まれているので、ロックツマミ３をスライド動作に伴って外れることがない。
また、２つのコイルバネ４０が幅方向に離れた位置でロックツマミ３を付勢しているので、ロックツマミ３の姿勢が傾斜するのを防止する作用もある。
例えば、白抜矢印Ｂ1のように操作者がロックツマミ３の幅方向中央からずれた位置を押圧した場合、ロックツマミ３を平板部１１の内面に沿って回転させる力も加わって傾斜しようとするが、この場合、傾斜に伴ってより大きく押し込まれる側の（白抜矢印Ｂ1に近い側）のコイルバネ４０の方が他方のコイルバネ４０よりも圧縮されて付勢力も大きくなる。従って、ロックツマミ３が傾斜しようとする方向とは逆方向に戻す作用が生ずる。

このように、一対のコイルバネ４０がロックツマミ３の傾斜を抑える作用もあるので、ロックツマミ３は、よりスムースに平行移動される。
なお、２つのコイルバネ４０は、必ずしもベース部３０の両端部に位置していなくても、互いに幅方向に離間して設けられていればよいが、上記の傾斜補正作用は、２つのコイルバネ４０ができるだけ離れている方が大きいので、本実施形態のように、ベース部３０の両端部にコイルバネ４０が位置しているのが好ましい。

（電池パックの組み立て方法）
外側ケース１０の外周部にロックツマミ３を装着すると共に、外側ケース１０または内側ケース２０に、外部接続端子２、プリント基板、電池などを装着する。そして、外側ケース１０及び内側ケース２０を接合することによって電池パックを作製する。
外側ケース１０にロックツマミ３を装着する際には、各スライドピン３３にコイルバネ４０をはめ込み、図３に示すように、ロックツマミ３のツマミ部３２を、ツマミ窓１３の内側から外側に通すと共に、係止ツメ３１を切り欠き１４から内側から外側に通す。そして、各スライドピン３３にはめ込んだコイルバネ４０を圧縮状態にしながら、スライドピン３３を支持部１５の上側から連通溝１５ｃを通過させて孔に嵌め込むことによって容易に装着される。

（変形例）
上記パック電池では、スライドピン３３及びコイルバネ４０が２個づつ設けられていたが、スライドピン３３を３個以上並列に設けてもよく、コイルバネ４０も３個以上設けてもよい。
また、上記パック電池では各スライドピン３３に対して支持部１５が１つづつ設けられているが、スライド方向に複数の支持部１５を設けて、各スライドピン３３を複数の支持部１５で支持するようにしてもよい。この場合、スライドピン３３の長さを長めに設定する必要があるが、ロックツマミ３の傾きを抑える効果はより大きくなる。

上記パック電池では、弾性体としてコイルバネを用い、各スライドピンにはめ込むようにしたが、必ずしも弾性体としてコイルバネを用いなくてもよく、板バネをなどの弾性体を用いることもできる。ただし、上述したように、複数のコイルバネを各スライドピンにはめ込むようにすれば、コイルバネがロックツマミ３の傾きを抑制する効果も奏するので、ロックツマミ３をよりスムースに平行移動できる。

本発明は、ノート型パソコン，ＰＤＡ，電動工具，ビデオカメラ，デジタルカメラなどの電気機器に装着するロックツマミ付パック電池に適用することができ、ロックツマミを常にスムースにスライドさせることができるので、着脱する際の操作性に優れたものが得られる。

本発明の一実施形態にかかる電池パックの外観斜視図である。 ケースの一周縁部にロックツマミがスライド可能に装着されている様子を示す図である。 ロックツマミをケースに装着する際の組立図である。 支持部及びスライドピンを軸に垂直に切った断面図である。 ロックツマミ及び支持部を、２つのスライドピンの軸を含む平面に沿って切断した断面図である。 従来例にかかるパック電池におけるロックツマミ部分の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ 外装体
３ ロックツマミ
１０ 外側ケース
１１ 平板部
１２ 周壁部
１３ ツマミ窓
１５ 支持部
１５ａ 孔の内周面
１５ｂ 支持部の上面
１５ｃ 連通溝
２０ 内側ケース
３０ ベース部
３１ 係止ツメ
３２ ツマミ部
３３ スライドピン
３４ スライド板
４０ コイルバネ

Claims (7)

1. 電池セルが収納された外装体と、当該外装体に対してスライド可能な状態で装着されスライド動作に伴って前記外装体から出没する係止ツメが設けられたロックツマミと、当該ロックツマミを前記係止ツメが出る向きに付勢する弾性体とを備え、装着対象機器に装着され、当該装着対象機器に給電する電池パックにおいて、
   前記ロックツマミには、前記スライド方向に伸張する複数本のピンが並列に取り付けられ、
   前記外装体の内面には、
   前記各ピンの外周面と対向する内周面を有し、当該各ピンを長手方向にスライド可能に支持する支持部が、複数設けられていることを特徴とするロックツマミ付パック電池。
2. 前記複数の支持部は、前記外装体の内面上に、前記ピンがスライドする方向と直交する方向に並んで配列され、
   前記複数本のピンは、前記複数の支持部に対応した位置において、前記ロックツマミに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のロックツマミ付パック電池。
3. 前記ロックツマミには、
   前記複数本のピンが並設されている範囲内に、操作者が力を加えるツマミ部が形成されていることを特徴とする請求項２記載のロックツマミ付パック電池。
4. 前記各支持部は、
   前記外装体の内壁から突出するリブ形状であって前記ピンが貫通する孔が形成されていることを特徴とする請求項２記載のロックツマミ付パック電池。
5. 前記外装体には、前記係止ツメが出没する開口部が設けられ、
   前記ロックツマミが前記外装体の内面に沿って傾斜するのに伴って前記係止ツメが前記開口部の壁面に接触するのを抑制できるように、前記複数本のピンと当該ピンが貫通する孔との間隙が設定されていることを特徴とする請求項４記載のロックツマミ付パック電池。
6. 前記支持部には、
   前記ピンを、その側面から前記孔にはめ込むことができるように溝が形成されていることを特徴とする請求項４記載のロックツマミ付パック電池。
7. 前記弾性体は、
   複数のコイル状ばねからなり、その各々が前記ピンにはめ込まれていることを特徴とする請求項１〜６記載のいずれか記載のロックツマミ付パック電池。

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