專利名稱：電池組連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電池組，更具體地說，涉及電池組連接裝置。
象無線電通信設(shè)備之類的便攜式電子設(shè)備由電池組供電。電池組包括一個外殼和一個或多個裝于外殼中的電化學(xué)電池。裝于電池組外殼上的接頭是電連接于這些電池的。電子設(shè)備具有的接頭適合于和電池組接頭匹配，并且把電力從電池輸送到電子設(shè)備電路。電池組連接裝置可保證電池組接頭和電子設(shè)備的匹配。一種這樣的電池組連接裝置展示和描述于美國專利中請?zhí)?8/710,912中，該專利由Paulick發(fā)明，題為“接頭裝置”，于1996年9月24日提交并轉(zhuǎn)讓給莫托羅拉公司。電子設(shè)備包括一個用于接收電池組的凹槽。凹槽的彈簧能使電池組與設(shè)備接頭裝置之間有良好的連接。一個電池(組)蓋適合于在凹槽內(nèi)保持電池組。
在采用電池蓋的裝置中，眾所周知，在凹槽中接收的電池套與所安裝的電池蓋的下側(cè)之間有一間隙，以便取出和連接電池蓋。然而，當加上電池蓋時，這間隙使電池組有機會在凹槽中移動，從而變成與設(shè)備電氣地斷開。
因此，需要改進電池組連接裝置，以便在不依賴于電池蓋的情況下把電池組固定在電子設(shè)備上。


圖1是一個具有電池組連接裝置的電子設(shè)備的前、左側(cè)和底透視圖；圖2是一個圖1的電子設(shè)備的后、左側(cè)和底透視圖，示出從此分解的一個電池蓋和一個電池組，電子設(shè)備和電池組共同使用電池組連接裝置；圖3是一個圖1的電子設(shè)備的后、左側(cè)和頂透視圖，示出從此分解的電池蓋和電池組；圖4是圖1的電子設(shè)備的后殼部分的內(nèi)表面的透視圖，按照前頂透視方式示出一個從后殼部分分解的電池組連接裝置的接觸塊，和一個從接觸塊分解的接觸件；圖5是接觸塊的后底透視圖，和從此分解的圖4的接觸件圖；圖6是圖2的電子設(shè)備的后、左側(cè)和底透視圖，示出通過電池組連接裝置連接的電池組；圖7是取自圖6中剖面線7-7的圖6電子設(shè)備的第一橫截面圖；和圖8是取自圖6中剖面線8-8的圖6電子設(shè)備的第二橫截面圖。
電池組連接裝置包括一個固定的閂鎖裝置和一個把電池組連接于電子設(shè)備的接觸裝置。固定閂鎖裝置被裝在電子設(shè)備和電池組上。接觸裝置具有一個裝在電池組上的平接觸件，和一個裝在電子設(shè)備上的彈簧接觸件。在匹配平和彈簧接觸件時，彈簧接觸件偏斜和推動電池組接合固定閂鎖裝置，從而確保電池組的連接。通過用固定閂鎖裝置裝備電池組和電子設(shè)備，和采用彈簧接觸件，電池組連接裝置把電池組緊固和電連接于電子設(shè)備上，而不必使用電池蓋。
圖1所示的電子設(shè)備100是一個無線電話之類的無線電通信設(shè)備，它具有一個外殼102，它包括上和下殼部分104和106。上殼部分104包括一個用于發(fā)射可聽聲的耳機108，一個用于觀察信息的顯示區(qū)110，一個用于鍵入或讀取信息的鍵盤112，一個用于接收可聽聲的話筒114，和一個鍵盤116。鍵盤蓋116可轉(zhuǎn)動于圖1所示打開位置與蓋上位置之間，在蓋上位置鍵盤蓋116蓋住鍵盤112和話筒114，并且同顯示區(qū)110一起共面地延伸。在上和下殼部分104和106會合處的外殼102的一側(cè)上裝有一個按鈕裝置122，用于執(zhí)行電子設(shè)備的一些功能，例如耳機音量調(diào)節(jié)。下殼部分106具有一個天線120，用于接收和發(fā)射信號，以便在電子設(shè)備100與遠距離設(shè)備，例如另一無線電話、基地站或類似設(shè)備之間實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)通信。一個裝在下殼部分106上的可拆開的電池蓋118蓋住圖2和3所示的電池組200和下殼部分106的一個凹槽230。
用一個在電池組200和凹槽230上形成的電池組連接裝置201，把電池組200裝到下殼部分106上。電池組連接裝置201具有一個固定的閂鎖裝置和一個接觸裝置。當通過電池組連接裝置201連接時，電池組200緊固于凹槽230中，并且向電子設(shè)備100提供電力。
電池組連接裝置201的一部分是由電池組200形成的。電池組200具有一個由縱軸204和橫軸205確定的外殼202。外殼202的上和下面表面206和207縱向地延伸于它的正交前與后端面208與209之間。外殼202的左和右側(cè)表面210和211正交地互相連接上和下面表面206和207以及前和后端面208和209。外殼202是由聚碳酸酯混合物或其它適宜材料模壓的，先制成一些匹配部分，然后在組裝時形成一個大體長方形的整體形式，它具有約57mm的長度，約37mm的寬度，和約10mm的高度。
電池組200的外殼202采用固定閂鎖裝置的凹口214,215和300和接觸裝置的平接接觸件218,219,220,221和222。在外殼202的前端面208中形成凹口214和215，它們分別位于前端面208的左邊緣和右邊緣，且分另與左和右側(cè)表面210和211相交。在所說明的實施例中，凹口214和215采用一個通常長方形開口，該開口在一個平行于外殼202的橫軸205的平面內(nèi)縱向地延伸，并且定位于前端面208的底邊緣上面約2mm處；使凹口214和215的尺寸具有約7mm的長度，約2mm的寬度，和約2mm的深度。
圖3的凹口300是在外殼202的后端面209的中央部位形成的，它位于后端面209的上邊緣處，且與上面表面206相交。在所說明的實施例中，凹口300采用一個通常的方形開口，它位于后端面209的下邊緣上約2mm處，并且從后端面209的右邊緣或左邊緣向內(nèi)約15mm；使凹300的尺寸具有約7mm的長度，約8mm的寬度，和約1mm的深度。
平接觸件218-222被分別裝于開口224,225,226,227，和228中，形成于凹口214與215之間的前端面208的下半部中。平接觸件218-222稍微凹入開口224-227中，并且在前端面208的下邊緣折迭成沿下面表面207延伸。在所說明的實施例中，平接觸件218-222由鎳或其它適宜材料的薄片沖壓成形，彎曲成“L”形，按圖7所示來電接連于電池組200的下一個或多個電化學(xué)電池700，并且裝入圖2的外殼202中以貼住開口224-227。
由下殼部分106的凹槽230形成電池組連接裝置201的其它部分。凹槽230由縱軸232和橫軸233限定。凹槽230的底表面234縱向地延伸于它們的正交前與后端壁236與237之間。凹槽230的左和右側(cè)壁238和239從凹槽230向外彎曲，并且延伸于前與后端壁236和237之間。凹槽230以及下殼部分106的其余部分由一種聚碳酸酯混合物或其它適宜材料模壓成形，它具有約60mm的長度，約43mm的寬度，以及在后端壁237有約3mm的深度，和在前端壁236有約11mm的深度。
凹槽230采用固定閂鎖裝置的凹口242,304和305，以及接觸裝置的彈簧接觸件308,309,310,311和312。凹口242被中心地置于凹槽230的后端壁237上，位于它的上邊緣。由一個傾斜的頂表面244，和一個延伸于后端壁237與凹口242的前表面246之間的平面狀底表面245，確定凹口242。前表面246定位于一個平行于橫軸233的平面中，在所說明的實施例中，凹口242位于底表面234上面約3mm處，和從左或右側(cè)壁238或239向內(nèi)約18mm處，并且使其尺寸具有約1mm的長度，約7mm的寬度，和使其傾斜厚度為從在后端壁237的約1.5mm到在前表面245的約0.5mm。
凹口304和305被置于凹槽230前端壁236上，分別靠近前端壁236的相應(yīng)左和右邊緣以及左和右側(cè)壁238和239。由一個傾斜的頂表面314，和一個延伸于前端壁236與凹口304和305的前表面316之間的平面狀底表面315，限定凹口304和305中的每一個。前表面316被定位于一個平行于橫軸233的平面中。在所說明的實施例中，凹口304和305位于底表面234上面約3mm處，和從左和右側(cè)壁238和239分別向內(nèi)約5mm處；并且使每個凹口的尺寸都具有約2mm的長度，約5mm的寬度，和使其傾斜厚度為從在前端壁236的約2mm到在前表面316的約1mm。
彈簧接觸件308-312分別裝于開口318,319,320,321和322中，并且從這些開口伸出，而這些開口形成于凹口304與305之間的前端壁236和底表面234中。如圖4所示，舉出彈簧接觸件308作為各個彈簧接觸件308-312中的例子，把彈簧接觸件308裝配到接觸塊400上，又把接觸塊裝配到下殼部分106的接受器402上。
彈簧接觸件308具有在中央本體408上整體地形成的前和后表面406和407，從本體408一端伸出的引導(dǎo)臂409，和從本體408的對著引導(dǎo)臂409的另一端伸出的環(huán)繞彈簧臂410。從本體408的中央伸出一個閂鎖齒412。引導(dǎo)臂409包括傾斜段414和415。段414大體上與本體408垂直地延伸。段415從段414以比垂直稍小的角度延伸和離開本體408。在段415的遠端在前表面406上形成一個凸面416。引導(dǎo)臂409可偏轉(zhuǎn)，以便把段415定位于一個大體上平行于本體408的平面中。彈簧臂410包括一個從本體408伸出的大體上彎曲的“J”形段418，和一個從段418延伸和終止于止點420的大體上彎折的“＜”形段419。在段419的一個彎頭的周圍形成一個凸面421。彈簧臂410可偏轉(zhuǎn)，以便把段419的彎頭移向本體408。在所說明的實施例中，彈簧接觸件308由一個鈹銅或其它適宜材料的簿片模壓成形，并且彎曲成上述的構(gòu)造，使引導(dǎo)和彈簧臂409和410分別具有3300N/m和約2500N/m的彈性常數(shù)，或者其它數(shù)值的常數(shù)。
接觸塊400是由下述部件整體地形成的一個中央本體424，一個從本體424的一端垂直向下延伸的前端壁425，和一個從本體424的另一端垂直向上延伸的后端壁426。前端壁425在中央置有裝于其上的閂鎖叉428和429。本體424和前端425的后表面安放接觸座436,437,438,439和440，通過在后端壁426中形成的開口500,501,502,503和504可進入這些接觸座，如圖5所示。每個接觸座436-440皆有一個由溝道507二等分的袋506。凸緣441和442從后端壁426的相應(yīng)左和右側(cè)邊緣伸出。在所說明的實施例中，接觸塊400由一種聚碳酸酯混合物或其它適宜材料模壓成形。
參照圖4和5，用下述方法把彈簧接觸件308裝到接觸塊400的接觸袋436上把段418的前表面406對準溝道507，把本體408的邊緣對準袋506，沿著由虛線443所示的水平路徑把彈簧接觸件308移向接觸塊400，直至本體408被接入袋506中，并且段418的前表面406留在前端壁425的后表面的溝道507中為止。在組裝以后，彈簧接觸件308被保留在接觸座436中，并由閂鎖齒412防止移出接觸塊。
在下殼部分106的內(nèi)表面404上整體地形成插座402，它相鄰于下殼部分106的凸出表面449。插座402鄰接于一個前端壁450，一個后端壁451，和從后端壁451垂直地延伸的側(cè)壁452和453。前端壁450采用保持槽454和455。后端壁451與圖2和3所示的凹槽230的前端壁236相對，并且包含在其中形成的開口318-322。圖4所示間隔物456,457,458和459從后端壁451垂直地延伸到前端壁450，并且分別在開口318與319，開口319與320，開口320與321，以及開口321與322之間形成袋。內(nèi)凸表面449與圖2和3所示凹槽的底表面234相對，它在其上邊緣連接于圖4所示后端壁451。沿其上邊緣，由開口318-322和置于其兩邊的通槽460和461限定凸表面449。
把接觸塊400裝到插座402上的方法是，首先定位接觸塊400，使彈簧接觸件308-312的彈簧臂410與諸袋對準，諸袋分別由側(cè)壁452與間隔物456，間隔物456與457，間隔物457與458，間隔物458和459，間隔物459和與側(cè)壁453形成。在對準以后，沿著由虛線444所示的垂直路徑，把接觸塊400移向插座402。當接觸塊400進入插座402時，彈簧接觸件308-312的段419分別在開口318-322緊靠凸表面449以后稍微偏向接觸塊400，并且閂鎖叉428和429在分別進入保持槽454和455以后立即稍微偏向接觸塊400。當閂鎖叉428和429充分伸展于相應(yīng)的保持槽454和455內(nèi)，并且凸緣441和442被接收于相應(yīng)的通槽460和461中時，裝配即告完成。閂鎖叉428和429把接觸塊400保持在插座402中，并且凸緣441和442以及在側(cè)壁452與453之間捕獲本體424和前端壁425，可以防止接觸塊400在插座402中轉(zhuǎn)動。在裝配以后，彈簧接觸件308-312以一種充分伸展的靜止位置從相應(yīng)的開口318-322中伸出，如圖3所示。在所說明實施例的充分伸展靜止位置中，彈簧接觸件308-312從凹槽230的前端壁236伸出一段約3mm的距離。
通過電池組連接裝置201把電池組200裝到下殼部分106，如圖6所示。電池組200按照一個相對于圖3所示凹槽230底表面234的比如15度之類的小角度進行定向，并且在凹槽230中被定位使得電池組200的前端208的上邊緣緊靠著凹槽230的前端壁236的頂部，如圖6的箭頭600和電池組200的虛線說明線602所示。在前端208和前端壁236毗連時，圖2所示電池組200的凹口214和215分別接收凹槽230的鎖閂304和305，并且平接觸件218-222分別匹配和偏轉(zhuǎn)圖3所示凹槽230的彈簧接觸件308-312。由于平接觸件218-222到達接合位置，故彈簧接觸件308-312分別偏轉(zhuǎn)而回到前端壁236的開口318-322中。在所說明的實施例中，當各個彈簧接觸件308-312從凹槽230的前端壁236延伸一段約1mm的距離時，彈簧接觸件308-312都處于接合位置。
在處于接合位置以后，完成裝配的方法是把電池組200的后端209移向凹槽230，如箭頭604所示，并且和凹槽230的后端壁237毗連，直至電池組200的凹口300對準凹槽230的鎖閂242，并且圖3所示電池組200的下面表面207與凹槽230的底表面234并列為止。在對準以后，釋放電池組200，使彈簧接觸件308-312在圖6所示箭頭606方向延伸和推動電池組200。彈簧接觸件308-312推動電池組200，直至在凹口300中接收鎖閂242，并且彈簧接觸件308-312已延伸到接合位置為止，如圖7中按照彈簧接觸件310所示。在所說明的實施例中，當各個彈簧接觸件308-312從凹槽230的前端壁236伸出一段約2mm的距離時，彈簧接觸件308-312就處于接合位置。
在處于接合位置以后，彈簧接觸件308-312把電池組200電氣地連接和物理地緊固于電子設(shè)備100。如圖7所示，彈簧接觸件310把與電池組200的電化學(xué)電池700耦合的平接觸件220，電氣地連接于一個在電子設(shè)備100中安置的收發(fā)信機板702。收發(fā)信機板702上布有電子無線電路704，該電路由電池700提供的電力進行工作。在接合位置，彈簧接觸件308-312總共以約2.5-3N的力作用于電池組200上。這樣大小的力足以使鎖閂242完全插入凹口300，和使后端209毗連后端壁237，如圖7所示。因為鎖閂304和305與凹口214和215在長度和深度上不同于鎖閂242和凹口300，故在電池組200的凹口214和215中部分地接收凹槽230的鎖閂304和305，如圖8中根據(jù)對凹口215和鎖閂305的實例所示。因此，電池組200的下面表面207被閂鎖成與凹槽230的底表面234并置，并且可防止電池組200移出凹槽230。這樣，通過采用一個具有可變尺寸的鎖閂和凹口的固定閂鎖裝置和一個可提供電氣連接性和彈性力的接觸裝置，不需要用電池蓋118去把電池組200固定到電子設(shè)備100上。
雖然按圖2和3支承電池組200可在電池組200落下時把破損機會減至最小，但在凹槽230中能夠選擇地支承電池組連接裝置201的任何凹口214,215和300和平接觸件218-222。舉例來說，在一個替代實施例中，分別用鎖閂304,305和242取代電池組200上的凹口214,215和300，并且分別用凹口214,215和300取代凹槽230中的鎖閂304,305和242。在第二個替代實施例中，分別用彈簧接觸件308-312取代電池組200的平接觸件218-222，并且分別用平接觸件218-222取代凹槽230的彈簧接觸件308-312。通過電池組連接裝置201的這些替代實施例之一把電池組200連接到凹槽230上，是基本上接照上面參照圖6的所述來進行的。
按照與圖6所示的上述組裝步驟基本相反的步驟，從凹槽230中拆卸電池組200。首先，在與箭頭606相反的方向推動電池組200，直到鎖閂242離開凹口300，并且彈簧接觸件308-312被偏轉(zhuǎn)到一個不接合位置為止。在所說明的實施例中，不接合位置大體上類似于接合位置。其次，當處在不接合位置時，在與箭頭604相反的方向擺動電池組200的后端209，直至后端209離開凹槽230的后端壁237為止。在離開以后，可把電池組200提起而離開凹槽230和下殼部分106。
雖然已經(jīng)示出和描述一些特殊的實施例，但可作出一些修正。例如，彈簧接觸件308-312能夠采用不同幾何形狀的彈簧，例如螺旋形的彈簧。平接觸件218-222能夠用第二組可偏轉(zhuǎn)地匹配彈簧接觸件308-312的彈簧接觸件來選擇地取代。此外，通過彈簧接觸件幾何形狀的輕微變化，可以使用多于或少于5個的彈簧接觸件308-312去提供緊固電池組200所需的力。能夠移動平接觸件218-222和彈簧接觸件308-312，使一個單獨的中心定位的凹口-鎖閂組合體可取代凹口214和215與鎖閂304和305。雖然示出把電池組連接裝置201裝入象無線電話機之類的無線電通信設(shè)備的情況，但會知道，電池組連接裝置201也可以有利地用于尋呼電話接收機，膝上型計算機，個人數(shù)據(jù)助手，陸線電話，無繩電話，雙向無線電通信機，便攜盒式錄放機，通用或備用電源等。因此，打算在所附權(quán)利要求書中復(fù)蓋全部屬于本發(fā)明真正精神和范圍的這類變更和修正。
權(quán)利要求
1．一種電池組連接裝置，包括一個至少具有一個裝于其中的電化學(xué)電池的外殼，該外殼具有第一和第二相對端面；多個裝于外殼上的接觸件；和一個和多個接觸件分開的裝在外殼上的閂鎖裝置，該閂鎖裝置只用固定的不可動閂鎖構(gòu)件把外殼可拆卸地緊固于第二外殼，閂鎖裝置的固定不可動閂鎖構(gòu)件包括一個在第一端面形成的第一匹配凹口，第一匹配凹口具有第一深度；和一個在第二端面形成的第二匹配凹口，第二匹配凹口具有不同于第一深度的第二深度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電池組連接裝置，其中閂鎖裝置的固定不可動閂鎖構(gòu)件還包括一個在第二端面形成的第三匹配凹口，第三匹配凹口具有不同于第一深度的第三深度。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的電池組連接裝置，其中外殼還包括第一和第二側(cè)面，第一和第二側(cè)面垂直地互相連接第一和第二端面；第二匹配凹口橫切一個第一側(cè)面連接第二端面的邊緣；第三匹配凹口橫切一個第二側(cè)面連接第二端面的邊緣；和多個接觸件位于第二與第三匹配凹口之間的第二端面上。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的電池組連接裝置，其中外殼還包括第一和第二側(cè)面，第一和第二側(cè)面垂直地互相連接第一和第二端面；和第一匹配凹口位于第一端面的中央，與第一和第二側(cè)面距離相等。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的電池組連接裝置，其中第二深度至少是第一深度的兩倍。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的電池組連接裝置，其中外殼還包括一個延伸于第一與第二端面之間的面表面；和多個接觸件位于一個面表面連接第二端面的邊緣，多個接觸件中的每個接觸件都是“L”形的，以便沿著第二端面和面表面延伸。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的電池組連接裝置，還包括一個第二外殼，第二外殼在其中裝有電子電路，第二外殼具有一個凹槽，該凹槽由第一和第二相對端壁以及在第一與第二端壁之間延伸的第一和第二相對側(cè)壁所圍繞；一個裝于凹槽中的第二組多個接觸件，第二組多個接觸件用于與多個接觸件匹配；和一個裝于凹槽中的第二閂鎖裝置，第二閂鎖裝置用于與閂鎖裝置匹配，第二閂鎖裝置包括一個裝于第一端壁上并且具有第一長度的第一鎖閂，第一鎖閂用于插入第一匹配凹口中；和一個裝于第二端壁上并且具有第二長度的第二鎖閂，第二鎖閂用于插入第二匹配凹口中。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的電池組連接裝置，其中在匹配閂鎖裝置和第二閂鎖裝置時，在第一凹口中完全接收第一鎖閂，并且在第二凹口中部分地接收第二鎖閂，在第二凹口中接收的第二鎖閂的數(shù)量約等于第一長度。
9．根據(jù)權(quán)利要求7的電池組連接裝置，其中多個接觸件和第二組多個接觸件都置于第一端面與第一端壁之間；多個接觸件中的每個接觸件都是一種平接觸件；和第二組多個接觸件中的每個接觸件都是一種彈簧接觸件，在把外殼連接于第二外殼期間，可由多個接觸件把第二組多個接觸件偏轉(zhuǎn)到一個第四長度，第四長度小于第二長度。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的電池組連接裝置，其中第一和第二端壁被隔開一段第一距離，第一距離小于一個在電池組的第一與第二端面之間的距離和第四長度的總和。
全文摘要
一種用于把電池組(200)連接于電子設(shè)備(100)的電池組連接裝置(201)包括一個固定的閂鎖裝置和一個接觸裝置。固定閂鎖裝置裝于電子設(shè)備(100)和電池組(200)上。接觸裝置具有一個裝于電池組(200)上的平接觸件(220)和一個裝于電子設(shè)備(100)上的彈性接觸件(310)。在匹配平和彈性接觸件(220和310)時，彈性接觸件(310)偏轉(zhuǎn)和推動電池組(200)，以接合固定閂鎖裝置，借此使電池組(200)牢固地和電氣地連接于電子設(shè)備(100)。
文檔編號H01M2/20GK1227981SQ9910132
公開日1999年9月8日 申請日期1999年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月21日
發(fā)明者弗蘭克·H·斯通三世, 詹姆斯·H·巴伯, 丹尼爾·P·格羅貝 申請人:摩托羅拉公司