电池接触机构、电池容纳结构、电源单元、电子设备及压触机构

摘要

本发明公开了一种电池接触机构，通过在导电接触件和电池的一个电极之间形成压力接触而在电池的另一个电极方向上给电池赋能，该接触机构包括扭转盘簧。由扭转盘簧给接触件施加旋转力。接触件与扭转盘簧分开设置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池接触机构，电池容纳机构，电源单元，电子设备以及压触机构，尤其涉及一种使用扭转盘簧的电池接触机构，具有这种电池接触机构的电池容纳机构，具有这种电池容纳结构的电源单元，具有这种电源单元的电子设备，以及使用这种扭转盘簧的压触机构。

背景技术

诸如照相机，包括数码照相机这样的设备一般使用电池驱动。使用电池作为驱动电源的设备通常结构是电池可拆卸地容纳在设备主体内的电池容纳室中。电池容纳室具有触头端和弹性接触件。设置在电极方向的触头端稳定地支撑放入的电池。弹性接触件在触头端方向上给电池赋能。

图1和图2公开了相关技术的电池容纳结构。

在图1所示的电池容纳结构中，盘簧(圆锥型盘簧)51的一端固定在位于电池容纳室50一侧的壁表面上。由盘簧51的另一端在另一侧给电池52赋能。此外，盘簧51的电池容纳室50一侧的端部通过焊料53连接到引线54上。

另外，公开号为No.2002-373634的日本待公开专利申请公开了一种电子设备的电池容纳结构，其目的在于通过使接触电池电极的电池接接触片变小的措施来减小电子设备的体积，并且通过电池接接触片给电池电极施加的恒定推力而使电池稳定地输出电能。其中电池接触片通过扭转盘簧形成。扭转盘簧的一端用作抵靠电池电极的接触部分。

更具体地，如图2所示，该参考文献公开了电子设备(照相机)61的电池容纳装置61-1，其具有用于容纳电池63A和63B的电池室65。由扭转盘簧60A和60B形成电池接触片，该电池接触片与可容纳在电池室65中的电池63A和63B的正电极63a以及负电极63b接触。扭转盘簧60A和60B中一个的端部用作分别与电极63a或63b相抵靠的电极接触部60a，扭转盘簧60A和60B的另一端部作为输出端60b，用于输出电池的电能。虽然在图2中没有示出，但是电引线通过焊料连接到输出端部上，经由该电引线电能从电池63A和63B输出到功率基板(power substrate)。扭转盘簧由导电材料制成的扭转弹簧形成。在图2中，附图标记64表示照相机的盖，附图标记62表示金属杆形件。杆形件62插入盘簧60A和60B的中空部。杆形件62的基端部由盖64内形成的孔形成部支撑，使得杆形件62可以通过盘簧60A和60B的弹簧力而旋转。

然而，为了稳定并且精确地在电极接触部和电池电极之间形成接触并且通过减少接触阻抗并稳定地提供电池电能，需要在图1和图2所示地相关技术中进行改进。

例如，在图1所示的电池容纳结构中，由于盘簧51既作为赋能件又作为接触件，因此难于同时实现较强的赋能力(energizing force)和较高的传导性。由此，在电池容纳室中可能出现电池的不稳定状态，从而难于能确保避免出现引起触头连接(所谓的导通状态)瞬时断开的瞬时中断。此外，如图1所示，仅盘簧51用作赋能件。因此，如果要在盘簧处产生足够大的赋能力，那么就不能用导电性高的金属材料作为弹簧材料。此外，在这种情况下，从电池电极与电池接触件相接触的部分开始到电池接触件的电引线被拉出的部分或是焊接到印刷电路板上的部分之间的距离变长，由此阻抗值变大。结果，不能有效地输出电池能量。

在图2所示的结构中，由于扭转盘簧既作为赋能件又作为接触件，因此难于同时满足较高的赋能力和较高的导电性。为了获得较高的导电性，例如，必须要给磷青铜施加镍镀层或金镀层。但是，仍然很难使用这种金属材料来增强弹簧常数。对于经常使用的弹簧刚，虽然可以获得较高的弹簧常数，但是很难确保较高的导电性。

换句话说，在图2所示的结构中，虽然由于通过扭转盘簧60A，60B可以获得较强的赋能力从而可以解决上述的瞬时中断问题，但是使用盘簧60A和60B难于实现较高的导电性。此外，在图2所示的结构中，必须要设置与每个电池63A和63B相应的，由扭转盘簧60A和60B以及杆形件62结合而成的元件。因此，使结构变得复杂并且难于使整个电池容纳室的结构小型化。

发明内容

本发明的总的目的是提供一种新型并且实用的电池接触机构，电池容纳结构，电源单元，电子设备，压触机构，其中解决了上述的一个或多个问题。

本发明的另一个更加具体的目的是提供一种结构简单的电池接触机构，由此可以确保避免出现上述电源供应的瞬时中断问题，并且能有效地输出电池电能，还提供具有这种电池接触机构的电池容纳结构，具有这种电池容纳结构的电源单元，以及具有这种电源单元的电子设备。本发明的第二个目的是提供一种使用扭转盘簧并且结构简单的压触机构。

本发明的以上目的是通过如权利要求1提及的电池触头结构实现的，其通过使导电接触件与电池的一个电极之间形成压力接触而在另一个电极方向上给电池赋能，该电池接触机构包括：

扭转盘簧；

其中通过扭转盘簧对接触件施加旋转力(赋能力)，

接触件与扭转盘簧分开设置。

在此电池接触机构中，由于被扭转盘簧赋予旋转力的接触件与扭转盘簧分开设置，因此可以形成具有高导电性金属材料(即具有低阻抗的金属材料)的接触件。此外，不必用高导电性金属材料形成扭转盘簧，而是可以用由此可以产生较大赋能力的金属材料形成扭转盘簧。此外，由于采用扭转盘簧作为赋能件，因此可以稳定地支撑电池，而克服电池整个长度的微小变化以及电池的不稳定状态。

本发明的以上目的由如权利要求2提及的电池接触机构实现，该电池接触机构通过在导电接触件与电池的一个电极之间形成压力接触而在电池的另一个电极方向上给电池赋能，该电池接触机构包括：

被可旋转地支撑的轴体；

由绝缘材料制成的杠杆，其设置在轴体上从而与轴体一起旋转；

扭转弹簧，缠绕成螺旋状，作为赋能件给轴体提供旋转力(赋能力)；

其中接触件设置在杠杆上从而与杠杆一起旋转。

由于接触件通过扭转盘簧给轴体提供旋转力而与电池电极形成压力接触，因此可以实现与权利要求1所述的本发明的作用相同的作用。此外，可以确保避免出现电源的瞬时中断问题，并且能有效地输出电池电能。

本发明的以上目的是通过如权利要求3所述的多个平行布置的电池的电池接触机构实现的，该电池接触机构具有赋能件，该赋能件通过在导电接触件和电池的一个电极之间形成压力接触，而给每个电池在电池的另一个电极方向上赋能，该电池接触机构包括：

被可旋转支撑的轴体；

数量与电池数量相同的扭转弹簧，该扭转弹簧围绕轴体以螺旋状态同轴缠绕，该扭转弹簧作为赋能件给轴体施加旋转力(赋能力)；

数量与扭转弹簧数量相同的杠杆，该杠杆由绝缘材料制成，设置在轴体上；并且

其中在每个杠杆上设置一个接触件，从而使接触件与杠杆一起旋转；

基于扭转盘簧的赋能力，每个接触件通过轴体的旋转而与杠杆一起旋转，从而与和接触件相对应的电池的另一电极形成压力接触。

由于与电池数量相同的扭转弹簧围绕轴体以螺旋状态同轴缠绕，并且通过弹簧给轴体施加旋转力，因此使得多个平行布置的接触件同时与多个平行布置的电池电极形成压力接触。采用这种简单的结构，可以确保避免出现电源的瞬时中断问题，并且可以有效地输出多个电池的电池电能。此外，由于接触件设置在由塑料材料制成的杠杆上并与杠杆一起旋转，因此可以避免出现多个电池的电极相互接触的问题。

同时，在图2所示的相关技术的电池接触机构中，设置其数量与杆形件数量相同的电池以及抵靠杆形件缠绕的扭转盘簧。可见，结构很复杂。但是，根据如权利要求4的结构，围绕单独一个轴体缠绕多个扭转盘簧。因此结构简单并且可以使轴体的安装跨距较长从而可以更加稳定地旋转轴体。

接触件可以由高导电金属材料，即铜、银、金、铂、镍，或合金材料制成，其中该合金材料包括从由铜、银、金、铂、以及镍构成的组中选出的至少一种金属。

因此，可以有效地输出电池电能。

本发明的以上目的是通过如权利要求5所述并且在图3-图6示出的电池容纳结构实现的，该电池容纳结构包括：

电池接触机构，其具有用于容纳电池的空间形成部，以及其数量与可拆卸平行容纳在空间形成部内的电池1a，1b数量相同的触头3a-1，3b-1。

具有电池接触片20的电池容纳室，该电池接触片具有其数量与电池数量相同的反触头(converse contact)6a，6b。

其中电池接触机构包括：

单独一个可旋转地支撑在电池容纳室内的轴体4，

其数量与电池数量相同的扭转盘簧5a，5b，...，扭转盘簧5a，5b，...围绕轴体4以螺旋状态同轴缠绕，扭转弹簧5a，5b，...给轴体4施加旋转力(赋能力)，

其数量与扭转弹簧5a，5b，...的数量相同的杠杆2a，2b，...，杠杆2a，2b，...由绝缘材料制成，设置在轴体4上；杠杆2a，2b，...从位于轴体4附近的基端部延伸，

多个突起9a，9b，...，它们由绝缘材料制成并设置在杠杆的基端部上，以及

由金属制成并且设置在杠杆上的接触件3a，3b，...，该接触件具有位于轴体附近的基端部和作为电池电极的触头3a，3b，...的头端部(head endpart)。

其中，通过由扭转盘簧5a，5b，...施加的轴体4的旋转力，接触件3a，3b，...的触头3a-1，3b-1，...与和触头相对应的电池的一个电极形成压力接触，同时另外电极的每一个与电极接触片20的相应反触头6a，6b，...形成压力接触，

电池接触机构还包括电引线，该电引线插入在杠杆2a，2b，...基端部上设置的多个突起9a，9b，...的间隙内，引线8a，8b，...的一端通过焊料10，10b，...连接在接触件的基端部上，另一端连接在功率基板上。

本发明的以上目的是通过如权利要求6所述的电池容纳结构实现的，其包括：

电池接触机构，具有用于可拆卸地容纳多个串联电池的空间形成部，和单独一个触头；

具有电池接触片的触头容纳室，该电池接触片具有一个反触头；

其中电池接触机构包括：

单独一个可旋转地支撑在电池容纳室中的轴体；

单独一个扭转盘簧，该扭转盘簧围绕轴体以螺旋状态同轴缠绕，该扭转盘簧给轴体施加旋转力(赋能力)；

由绝缘材料制成的杠杆，该杠杆设置在轴体上并且从位于轴体附近的基端部延伸；

多个突起，它们由绝缘材料制成并设置在杠杆的基端部上；以及由金属材料制成并且设置在杠杆上的接触件，该接触件具有位于轴体附近的基端部和作为电池的电极触头的头端部；

其中，通过由扭转盘簧给轴体施加的旋转力

接触件的触头与靠近该触头的相应电池的电极形成压力接触，同时离该触头最远的电池电极与电池接触片的相应反触头形成压力接触；且

电池接触机构还包括电引线，该电引线插入在位于每个杠杆的基端部上的多个突起的间隙内，该引线的一端焊接到接触件的基端部上，另一端连接到功率基板上。

根据权利要求5和6请求保护的上述本发明，可以实现与如权利要求3所述的发明相同的效果。此外，当轴体旋转时，输出电能的电引线与轴体一起旋转。根据权利要求5和6请求保护的上述发明，电引线插入在由绝缘材料制成的多个突起的间隙内，并且电引线的一个端部焊接在轴体附近。因此，当轴体旋转时没有给电引线施加过度的力，而且可以使电引线的位移量最小，因此可以避免出现电池容纳室内的电池的不稳定状态以及避免出现经由突起从电引线中产生漏电流。

本发明的以上目的是通过权利要求7提及的电源单元实现的，该电源单元使用具有如权利要求5或6所述的电池容纳结构的电池电源，其中在电池容纳结构中容纳指定数量的电池，使得电池的电能借助电引线提供给功率基板。

采用这种结构，可以提供一种具有与如权利要求5或6所述的发明相同的效果的电源单元。

本发明的以上目的是通过如权利要求8所述的电子设备实现的，该电子设备包括如权利要求7所述的电源单元。

采用这种结构，可以提供具有与如权利要求5或6所述的发明相同的效果电源单元。

本发明的以上目的是通过如权利要求9所述的压触机构实现的，该压触机构包括：

被旋转支撑的轴体；

围绕轴体缠绕的扭转盘簧；

设置在轴体上的杠杆；

设置在杠杆上从而与轴一起旋转的施压件；

其中施压件与通过扭转盘簧施加的杠杆的旋转力(赋能力)而被压接触的元件形成压力接触。

由于扭转盘簧围绕轴体缠绕并且通过扭转盘簧给轴体施加旋转力，因此可以提供压触机构，由此施压件可以采用简单的结构以及用很大的力与将被压接触的物体形成压力接触。

如权利要求10所述，多个扭转盘簧可以同轴设置在轴体上，并且可以在扭转盘簧附近设置其数量与扭转盘簧数量相同的具有施压件的杠杆。

采用这种结构，可以在多个施压件和多个将要被压触的物体之间同时形成压力接触。

结合附图阅读以下的详细说明，可以更加清楚本发明的其他目的、特征以及优点。

附图说明

图1是相关技术的电池容纳室的第一示例的局部前视图；

图2是相关技术的电池容纳室的第二示例的局部前视图；

图3是本发明实施例的电池接触机构和电池容纳结构的局部平视图，所示状态为电池容放在电池容纳室中；

图4是图3所示实施例的电池接触机构以及电池容纳室的前视图；

图5是图3所示实施例的电池接触机构以及电池容纳室的右侧面图；

图6是图3所示实施例的电池接触机构以及电池容纳室的部分的透视图；以及

图7是本发明实施例的电池容纳结构的局部前视图。

具体实施方式

现在参照附图3至7给出相关技术的缺陷的细节以及包括本发明实施例的本发明的描述。

图3是本发明实施例的电池接触机构和电池容纳结构的局部前视图，示出电池容放在电池容纳室中的状态。图4是图3所示实施例的电池接触机构和电池容纳结构的前视图。图5是图3所示实施例的电池接触机构和电池容纳结构的右侧面图。图6是图3所示实施例的电池接触机构和电池容纳结构的部分的透视图。图7是本发明实施例的电池容纳结构的局部前视图。

电池容纳结构包括设置在电池容纳室(未示出)中的电池接触片20，和电池接触机构，下面会对电池接触机构的结构进行讨论。电池接触片20包括公共基端部21，设置在公共基端部21上的板簧22a和22b，以及反触头6a和6b。电池接触机构作为使用由扭转盘簧(此后称为“弹簧”)5a和5b提供的赋能力的压触机构。

电池接触机构包括单独一个可旋转地支撑在电池容纳室中的轴体(旋转轴)4，相对于轴体4以螺旋状态缠绕的上述扭转盘簧5a，5b，在轴体4上设置的杠杆2a，2b，在杠杆2a，2b上设置的能够与杠杆2a，2b一起旋转的接触件3a，3b。公共基部21，板簧22a和22b，反触头6a和6b，具有作为头部的触头3a-1和3b-1的接触件3a，3b，以及弹簧5a和5b由金属制成。但是，接触件3a，3b以及反触头6a，6b最好采用导电性高的金属材料制成，也就是铜、银、金、铂、镍或是包括从铜、银、金、铂、镍构成的组中选出的至少一种金属的合金，从而可以有效地输出电池能量。杠杆2a，2b由绝缘材料制成，例如硬塑料材料。

下面，参照附图3讨论电池接触机构的具体结构。固定板7设置在电池容纳室中。弯曲固定板7的两端以形成轴承部7a和7b。由轴承部7a和7b可旋转地支撑轴体4。具有大致为L型的接触件3a的杠杆2a，弹簧5a，具有大致为L型的接触件3b的杠杆2b，以及弹簧5b在轴体4处沿着轴体4的轴向按这个顺序设置。在这种情况下，弹簧5a，5b围绕轴体4缠绕并且固定在轴体4上。弹簧5a，5b的一个端部定位在固定板7附近，弹簧5a，5b的另一个端部分别插入形成在杠杆2a，2b内的长孔形成部11a，11b内。形成在杠杆2a，2b内的钻孔形成部2a-1和2b-1与轴体4啮合并且固定在轴体4上。这样，通过基于弹簧5a和5b赋能力的杠杆2a和2b的旋转力，弹簧5a和5b使接触件3a，3b倾斜到电池容纳室内的电池1a，1b的电极侧，即电池1a的正电极1a-1侧和电池1b的负电极1b-2侧，由此接触件3a和3b分别与电极1a-1和1b-2形成压力接触。

接触件3a和3b从位于轴体4附近的基端部3a-2和3b-2延伸出。接触件3a和3b插入形成在杠杆2a和2b中的钻孔形成部2a-1和2b-1内。通过被插入的部分，接触件3a和3b固定到杠杆2a和2b上。接触件3a和3b的延伸部分用作与电池1a和1b的电极相抵靠的触头3a-1和3b-1。基端部3a-2和3b-2具有舌片型构造，并且具有与杠杆2a和2b的下部相对的适当的间隙。在这种结构下，当电池置于电池容纳室中时，基端部3a-2和3b-2用作操作片。下面将讨论操作片接收电池的操作。

此外，如图5所示，在杠杆2a和2b的轴体4附近，设置成组的两个突起(凸台)9a和9b。在这成组的两个突起9a和9b之间的间隙内插入电引线8a和8b。电引线8a和8b的第一端分别通过焊料10a和10b连接在接触件3a和3b的基端部3a-2和3b-2上，电引线8a和8b的另一端连接在功率基板(图5中未示出)上。

接下来，讨论具有上述结构的电池接触机构和具有电池容纳结构的数码照相机或蜂窝电话之类的电子设备的工作。

两个电池1a和1b以图3至图6所示的状态放置在电池容纳室中。在这种状态下，基端部3a-2和3b-2被操作者的手指同时按压，使得弹簧5a和5b和轴体4一起按图4中的顺时针方向旋转，即与弹簧5a和5b的赋能方向相反的方向。此时，弹簧5a和5b的另一端部在长孔形成部11a和11b内移动，即图5中向上的方向。由此，接触件3a和3b的触头3a-1，3b-1和反触头6a，6b之间的间隙被扩大。在此状态下将电池1a和1b插入在触头3a-1，3b-1和反触头6a，6b之间，然后去掉施加给基端部3a-2.3b-2的压力。采用这种结构，电池1a，1b通过弹簧5a和5b的赋能力紧密地固定在电池容纳室中。接触件3a的触头3a-1牢固地与电池1a的正电极1a-1形成接触，接触件3b的触头3b-1牢固地与电池1b的正电极1b-2形成接触，反触头6a与电池1a的负电极1a-2形成接触，反触头6b与电池1b的正电极1b-1形成接触。结果是，电池1a和1b的电能可以借助电引线8a和8b输入给功率基板(图5中没有示出)。

根据上述实施例，可以实现以下益处。

(1)可以确保避免出现电源供应的瞬时中断问题并且能有效地输出电池电能。可以通过使用高导电性金属材料制成的接触件而进一步有效地输出电池电能。

(2)可以防止多个电池的电极通过杠杆2a和2b而彼此连接的情形。

(3)由于多个扭转盘簧围绕单独一个轴体4缠绕，因此可以使结构简单，并且使轴体4的安装跨距较长，因此可以稳定地旋转轴体4。

(4)当轴体4旋转时没有给电引线8a和8b施加过度的力，使得电引线的位移量最小。由此，可以避免出现电池容纳室中的电池的不稳定状态，并且避免出现通过突起9a和9b从电引线8a和8b中产生漏电流。

同时，本发明的申请人研发了一种与电池容纳结构相关的技术，由此可以使用较低的接触电阻稳定地输出电池电能，从而解决相关技术的电池容纳装置的上述问题。

如图7所示，在该电池容纳结构中，具有导电性并且相对于位于电池容纳室72中的电池73的一端给电池73赋能的圆锥型盘簧74固定在电池73的另一端上。电引线75通过焊料76连接在弹簧74的弯曲端部74a上，该弹簧74的弯曲端部形成在与电池73的正电极73a形成接触的端部侧上。电引线75借助引出口形成部77引出到电池容纳室72的外部。引出口形成部77的结构使得当弹簧74变形时电引线75可以自由移动。

采用上述电池容纳结构，电池触头是通过圆锥型盘簧74形成的，并且电引线75焊接在弹簧74与电池电极73a形成接触的部分附近。由此，降低了电阻抗，并且可以给电子设备的驱动部分等稳定地供给与原始电压接近的电压。此外，当把电池73放入电池容纳室或是从中取出时，能避免产生由于给电引线75施加载荷或类似原因而引起的不良连接。

但是在图7所示的电池容纳结构中，由于圆锥型盘簧74用作赋能件和接触件，因此本结构和图1以及图2所示的电池容纳装置具有难于同时满足大赋能力和高导电性的缺点。此外，采用这种具有圆锥型盘簧的触头结构，以及图1所示的结构，难于确保避免出现瞬时中断问题。

另一方面，根据本发明的电池接触机构，如上所述，能够确保避免出现电源的瞬时中断问题，并且能有效地输出电池电能。

本发明并不限制为上述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下也可以对本发明作出变型和改动。

本专利申请以2004年3月3日申请的日本优先专利申请第2004-59194号为基础，在此援引该专利全文以作参考。