JP5110822B2 - 電極構造、および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は電極構造、および電子機器に関する。

携帯電話や電子手帳などの携帯型の電子機器では、装置への電源を供給するために、装置内部に乾電池を有しているものがある。一般的に携帯型の電子機器では、乾電池の電池電極と電池ケース電極を安定的に接触させるために、マイナス極側の電池ケース電極をコイルスプリングにより構成する。乾電池が挿入されたときは、このコイルスプリングが縮み、その反発力により、乾電池をプラス電極側へ押し付ける。これによりプラス極及びマイナス極ともに電池電極と電池ケース電極とが通電可能に接触する。

ここで、携帯機器のように小型の電子機器では、コイルスプリングの巻径は、片方の端の巻径が小さく、他端へ向かうに従って大きくなる構成をとる。これは、乾電池を挿入したときにコイルスプリングが縮み、巻径の小さいコイルスプリングが巻径の大きなコイルスプリングの内側に入り込み、縮んだコイルスプリングの厚さが薄くなるためである。携帯型の電子機器では、機器をできる限り小さく構成しようとすることから、このコイルスプリングの形状は必須の構成となっている（例えば特許文献１参照）。
特開平６−２０６６８公報

従来の電池ケースのマイナス極端子を図９に示す。図９（ａ）は従来の携帯機器の電池ケースの電池電極を電池挿入口方向から見た図である。図９（ｂ）は図９（ａ）に示す従来の電池ケースに乾電池をセットした図である。従来のコイルスプリング３０は電池ケースの端側の巻径が大きく、電池側に近いほど巻径は小さい。

図１０は従来の電池電極構造を有する電池ケースに乾電池を挿入する動作を示した図である。図１１は従来の電池電極構造を有する電池ケースに誤って乾電池を挿入した例の図である。従来の乾電池１１の挿入は、図１０の如く、乾電池１１のマイナス電極にコイルスプリング３０の電極を当接させるようにロの方向に挿入し、その後に電池ケース４のプラス電極と乾電池１１のプラス電極を当接させるようにハの方向に乾電池１１を挿入する。ここで、最初のイの動作時に、乾電池１１のマイナス電極にコイルスプリング３０の先端が当接しない状態では乾電池１１をうまく挿入することができない。

本発明の目的は、コイルスプリング３０の先端が乾電池１１のマイナス電極に確実に当接し、容易に乾電池１１を挿入可能な電極構造、及びこの電極構造を有した携帯機器を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための第一の構成として、乾電池の軸の垂直方向に乾電池を挿脱可能な電池ケースと、前記電池ケース内で前記乾電池の電極が対向配置される端面に一方の端を固着したコイルスプリングと、前記コイルスプリングの他方の端に固着した電池挿入ガイド片と、を備え、前記コイルスプリングの他方の端は、前記電池挿入ガイド片の略中央部を貫通し、前記電挿入ガイド片の電池装着面に接触するように折り曲げられ、前記電池挿入ガイド片は電池装着面の乾電池挿脱側縁部に乾電池挿入方向に行くに従い漸次電池ケース中央側へ向かう傾斜ガイドが設けられていることを特徴とする電極構造を提供する。

さらに、前記課題を解決するための第二の構成として、前記第一の構成において、前記電池挿入ガイド片は前記電池ケース底面近傍に回転防止用の凸状または凹状の電池挿入ガイド片側回転防止部を有し、前記電池ケースは前記電池挿入ガイド片側回転防止部と嵌合する凹状または凸状の電池ケース側回転防止部を有する電極構造を提供する。

さらに、前記課題を解決するための第三の構成として、前記第一の構成または第二の構成において、前記電池ケースは内側側面に前記電池挿入ガイドが浮くことを防止する凸状の電池ケース側浮き防止部を有し、前記電池挿入ガイド片は前記電池ケース側浮き防止部と係合する凹部を有する電池挿入ガイド側浮き防止部を有する電極構造を提供する。

さらに、前記課題を解決するための第四の構成として、前記第一の構成乃至第三の構成において、前記電池挿入ガイド片は、内部に前記コイルスプリングの巻状部を有して成型されたものである電極構造を提供する。

さらに、前記課題を解決するための第五の構成として、前記第一の構成乃至第四の構成において、前記電池挿入ガイド片は電池装着面の略中央に凹状の電池装着面凹部を有し、前記電池装着面凹部の中央に前記コイルスプリングの他方の端の折れ曲がり部からなる電極が配設され、かつ前記電池装着面凹部の大きさは前記乾電池のプラス極より大きく乾電池直径より小さいものであり、前記電池装着面凹部の深さは前記乾電池のプラス極の電池装着面凸部の高さより小さいものである電極構造を提供する。

さらに、前記課題を解決するための第六の構成として、前記第一の構成乃至第五の構成において、前記電池装着面凹部の側面は電池挿脱方向に傾斜面を有するものである電極構造を提供する。

前記課題を解決するための第七の構成として、乾電池の軸の垂直方向に乾電池を挿脱可能な電池ケースと、前記電池ケース内で前記乾電池の電極が対向配置される端面に一方の端を固着したコイルスプリングと、前記コイルスプリングの他方の端に固着した電池挿入ガイド片と、を備え、前記電池挿入ガイド片は電池装着面の乾電池挿脱側縁部に乾電池挿入方向に行くに従い漸次電池ケース中央側へ向かう傾斜ガイドが設けられ、かつ前記電池挿入ガイド片は導電性材料により形成されていることを特徴とする電極構造を提供する。

さらに、前記課題を解決するための第八の構成として、前記第一の構成乃至第七の構成において、前記電池挿入ガイド片がマイナス極及びプラス極双方に配設されたことを特徴とする電極構造を提供する。

さらに、前記課題を解決するための第九の構成として、前記第一の構成乃至第八の構成の電極構造の電極を有する電子機器を提供する。

本発明の電極構造によると、電池挿入のときにコイルスプリングの先端が乾電池のマイナス電極に確実に当接し、容易に乾電池を電池ケースに挿入することができる。

本発明の電極構造を図１〜図８を用いて説明する。図１は本発明にかかる電極構造を有する電子機器の斜視図である。図２（ａ）は本発明にかかる電池挿入ガイド片を電池挿入側から見た正面図である。図２（ｂ）は本発明に係る電極構造を有する電池ケース電極を電池挿入方向から見た上面図である。図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

コイルスプリング３は巻径の大きい一端が電池ケース４に固着され、他の端には電池挿入ガイド片１が固着されている。本実施の形態では、コイルスプリング３は電池ケース４の電極近傍に配設されたコイルスプリング留め５によって、電池軸方向にずれないように固着されている。コイルスプリング３を電池ケース４に固着させる方法はこれに限らず、例えば、電池ケース端に対になった鉤状の爪を有し、これによってコイルスプリング３を係止する構造なども可能である。

コイルスプリング３の巻径の小さい側の先端は電池挿入ガイド片１に固着されている。コイルスプリング３は、電池挿入ガイド片１の略中央部を電池電極側から電池挿入側に貫通し、その先端部を折り曲げて固定している。図１の実施の形態では、コイルスプリング３の先端部は略直角に１箇所折り曲げて構成されているが、複数個所を折り曲げても良い。また、電池挿入ガイド片１の電池装着面９上に曲線上に曲げられていても良い。さらに、電池挿入ガイド片の電池挿入面に溝を形成し、コイルスプリング３の先端をこの溝にはめ込むように折り曲げても良い。

電池挿入ガイド片１は、電池装着面の乾電池挿脱側縁部に乾電池挿入方向に行くに従い漸次電池ケース中央側へ向かう傾斜ガイドが設けられている。このガイド傾斜面８は直線であっても曲面であっても良い。また、この電池挿入ガイド片１は図３に示す形態では、L字形状の電池挿入ガイド片の外側直角面に傾斜面を有したものであるが、略L字形状を有さない厚い板状の電池挿入ガイド片１の側面を斜面状に形成することによっても斜面部を構成可能である。

コイルスプリング３は電池挿入ガイド片１の略中央部を貫通する。図２（ｂ）に示す如く、コイルスプリング３の先端直線部のみならず、この先端直線部から半径方向外側へ広がるように湾曲した弾性部も電池挿入ガイド片１の中に形成される。これは、電池挿入ガイド片１を成型する際にコイルスプリング３と一体成型することにより形成可能である。

以上の構成により、本発明の電極構造によると、乾電池１１が挿入されたときに当該電池挿入ガイド片１のガイド傾斜面８が乾電池１１の電池電極に当接し、押されることにより、電池ケース電極面６方向に移動する。電池装着後は電池挿入ガイド片１の電池装着面９の電池装着面電極２が乾電池１１と接続する。

図４は本発明の電池挿入ガイド片１をプラス極及びマイナス極に用いた電池ケース４の図である。プラス極、及びマイナス極の両方に本発明の電極構成を有した場合には、図１０に示す動作により、乾電池１１を電池ケース４に挿入することができる。即ち、従来はまず、電池電極をスプリングコイル３０の先端に当接させるためにロ方向に乾電池１１を挿入し、その後ハの方向に乾電池１１を動かして電池ケース４に装着していた。このように従来の電極構造を有する電極では、乾電池１１の装着に２段階の動作が必要であった。しかし、本発明にかかる電極構造の電極を有する電池ケース４に乾電池１１を挿入する場合には、電池挿入ガイド片に電池電極を当接させることを意識することなく、図４のイに示すように一つの動作で乾電池を挿入することができる。

さらに、このように電池ケース４のプラス極及びマイナス極の両方の電極を本発明の電極構造とした場合には、落下等の衝撃で、一方のコイルスプリング３が縮んでも、他方の電極のコイルスプリング３がそれに追従して伸びることができる。このため、この追従が可能な程度の衝撃までは、電池電極１２と電池装着面電極２が離れることはない。即ち、両電極を本発明の構造をとれば、衝撃による瞬断は起きにくい電子機器を構成することができる。なお、コイルスプリング３はプラス極とマイナス極で巻径や弾性などが異なる２つのコイルスプリング３を用いることもできる。

図５は本発明にかかる電池挿入ガイド片の第一の変形例である。電池挿入ガイド片１は、その電池ケース４の近傍に電池挿入ガイド片凸部１５を有し、また電池ケース４はこれと嵌合すべく、電池ケース凹部１６を有している。図４では、電池挿入ガイド片１が凸部、電池ケース４が凹部の構成であるが、電池挿入ガイド片１が凹部を有し、電池ケース４が凸部を有する構成であってもよい。この嵌合部は電池挿入ガイド片１が電池軸方向に進退する場合のガイドとなり、これによって、電池挿入ガイド片は電池挿入時に回動することなく、スムーズに進退することが可能となる。

図６は本発明にかかる電池挿入ガイド片１の第二の変形例である。電池ケース４の内側の側面配設された電池ケース側面凸部１７は電池ケース４の軸方向に並行に延在している。電池挿入ガイド片１はこの電池ケース側面凸部１７と係合するように電池挿入ガイド片側面凹部１８を有する。電池挿入ガイド片側面凹部１８は、図６に示すように、電池ケース側面凸部１７の下に入るよう係合する。このため、この第二の変形例によれば、電池挿入ガイド片１は電池挿入方向に浮き上がることはない。したがって乾電池１１の挿入時に、電池挿入ガイド片側面凹部１８と電池ケース側面凸部１７によって、電池挿入ガイド片１はスムーズに電池ケースの軸方向に沿って進退可能となる。

さらに、この第二の変形例では、電池ケース４が樹脂などのある程度弾力を有する材料で形成されていれば、本発明の電極構造を組み立てるときに、電池挿入ガイド片１は電池挿入方向から入れ込んで、図６に記載された状態に、はめ込むことができる。

図７は本発明にかかる電池挿入ガイド片１の第三の変形例であり、本発明をプラス電極側に用いたときの実施の形態の変形例である。図７（ａ）は本変形例における電池挿入ガイド片１に乾電池１１のプラス極を当接させたときの図である。図７（ｂ）は本変形例における電池挿入ガイド片１に乾電池１１のマイナス極を当接させたときの図である。

電池挿入ガイド片１の略中央部は凹部を有し（電池装着面凹部２０）、その電池装着面凹部２０の中にコイルスプリング３の先端が固着されている。この電池装着面凹部２０の直径は、乾電池１１のプラス電極の直径よりも大きい径であって、マイナス電極の径よりも小さい径である。さらに、電池装着面凹部２０の深さは乾電池１１の電極の突出長よりも小さく構成されている。

したがって、当該電極に乾電池１１のプラス極を当接させた場合は、乾電池１１のプラス電極の凸出部が電池装着面凹部２０に入り込み、プラス電極のコイルスプリング３と導通することができる（図７（ａ））。しかし、当該電極に乾電池１１のマイナス電極を当接させた場合には、電池装着凹部２０の径はマイナス極よりも小さいために、乾電池１１のマイナス極は当該電池装着凹部２０に入ることはできない。コイルスプリング３の先端部は電池装着面凹部２０の底部に形成されているために、当該電池挿入ガイド片と乾電池のマイナス極とは接触することはない。したがって、本構成を有する電子機器は乾電池１１のプラス極とマイナス極を逆に挿入しても、回路に逆向きの電流が流れることはない。

さらに、この電池装着面凹部２０の電池挿入面７方向の側面（電池装着面凹部側面２１）は電池挿入面７に向かって傾斜することも有効である。これにより、本変形例に係る電池挿入ガイド片１に挿入された乾電池１１を抜くときに、乾電池１１のプラス極が電池装着面凹部側面２１を押しながら抜くことができる。

図８は本発明にかかる電池挿入ガイド片１の第四の変形例である。本変形例では、電池挿入ガイド片１の略中央部に穴が開いている（電池挿入ガイド片中央孔２２）。この電池挿入ガイド片中央孔２２を通してコイルスプリング３が電池ケース電極面側から電池装着面側へと貫通する。この貫通するコイルスプリング３の巻径は穴の径よりも小さい径で形成され、コイル状をしているために、この部分のみでも弾力性を有する。

電池挿入ガイド片１の電池ケース電極面６側の面にはコイルスプリング３を係止する鉤爪などにより、構成可能である。電池挿入ガイド片１の電池挿入ガイド片中央孔２２の径よりも大きな径のコイルスプリング３を電池挿入ガイド片１によって係止することにより構成される。

この電池挿入ガイド片中央孔２２の直径は、乾電池１１のプラス電極の直径よりも大きい径であって、マイナス電極の径よりも小さい径である。さらに、電池装着面９とコイルスプリング３の先端部の高さの差は乾電池１１の電極の突出長よりも小さく構成されている。これにより第三の変形例と同様に、乾電池１１のプラス極とマイナス極を逆に挿入しても、回路に逆向きの電流が流れることはない。

本発明の第五の変形例として電池挿入ガイド片１を導電体で形成する。この導電体は導電性物質を練混するなどした導電性樹脂や金属製板により形成できる。この変形例の場合は、コイルスプリング３は電池電極に接触させなくても、当該導電性の電池挿入ガイド片１に接していれば電気の供給を受けられる。したがって、コイルスプリングが電池装着面に現れる必要はない、コイルスプリング３を電極挿入ガイド１の電池ケース４電極に係止することができる。

本発明にかかる電池電極構造を有する電子機器の斜視図である。 本発明のマイナス電極に固着された電池挿入ガイド片を電池挿入側から見た正面図及び電池挿入方向から見た上面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の電池挿入ガイド片をプラス極及びマイナス極に用いた電池ケースの図である。 本発明にかかる電池挿入ガイド片の第一の変形例の図である。 本発明にかかる電池挿入ガイド片の第二の変形例の図である。 本発明にかかる電池挿入ガイド片の第三の変形例の図である。 本発明にかかる電池挿入ガイド片の第四の変形例の図である。 従来の電池電極端子の図である。 従来の電極を有する電池ケースに電池を挿入する動作図である。

符号の説明

１ 電池挿入ガイド片
２ 電池装着面電極
３ コイルスプリング
４ 電池ケース
５ スプリング留め
６ 電池ケース電極面
７ 電池挿入面
８ ガイド傾斜面
９ 電池装着面
１０ 電子機器
１１ 乾電池
１５ 電池挿入ガイド片凸部
１６ 電池ケース凹部
１７ 電池ケース側面凸部
１８ 電池挿入ガイド片側面凹部
２０ 電池装着面凹部
２１ 電池装着面凹部側面
２２ 電池挿入ガイド片中央孔
３０ 従来のコイルスプリング

Claims (8)

1. 乾電池の軸の垂直方向に乾電池を挿脱可能な電池ケースと、
   前記電池ケース内で前記乾電池の電極が対向配置される端面に一方の端を固着したコイルスプリングと、
   前記コイルスプリングの他方の端に固着した電池挿入ガイド片と、を備え、
   前記コイルスプリングの他方の端は、前記電池挿入ガイド片の略中央部を貫通し、前記電池挿入ガイド片の電池装着面に接触するように折り曲げられ、
   前記電池挿入ガイド片は電池装着面の乾電池挿脱側縁部に乾電池挿入方向に行くに従い漸次電池ケース中央側へ向かう傾斜ガイドが設けられていることを特徴とする電極構造。
2. 前記電池挿入ガイド片は前記電池ケース底面近傍に回転防止用の凸状または凹状の電池挿入ガイド片側回転防止部を有し、
   前記電池ケースは前記電池挿入ガイド片側回転防止部と嵌合する凹状または凸状の電池ケース側回転防止部を有する請求項１に記載の電極構造。
3. 前記電池ケースは内側側面に前記電池挿入ガイド片が浮くことを防止する凸状の電池ケース側浮き防止部を有し、
   前記電池挿入ガイド片は前記電池ケース側浮き防止部と係合する凹部を有する電池挿入ガイド片側浮き防止部を有する請求項１または２に記載の電極構造。
4. 前記電池挿入ガイド片は、内部に前記コイルスプリングの巻状部を有して成型されたものである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電極構造。
5. 前記電池挿入ガイド片は電池装着面の略中央に凹状の電池装着面凹部を有し、前記電池装着面凹部の中央に前記コイルスプリングの他方の端の折れ曲がり部からなる電極が配設され、かつ前記電池装着面凹部の大きさは前記乾電池のプラス極より大きく乾電池直径より小さいものであり、前記電池装着面凹部の深さは前記乾電池のプラス極の電池装着面凸部の高さより小さいものである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電極構造。
6. 前記電池装着面凹部の側面は電池挿脱方向に傾斜面を有するものである請求項５に記載の電極構造。
7. 前記電池挿入ガイド片がマイナス極及びプラス極双方に配設されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電極構造。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電極構造の電極を有する電子機器。

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