專利名稱：用于電氣設(shè)備的電池接口結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電接口連接器，具體涉及用以將電池與電氣設(shè)備相接口的連接器。
便攜式電子設(shè)備例如雙向無線電設(shè)備通常含有可再充電的電池，該電池可裝拆地聯(lián)接到電子設(shè)備上，通常由一個電接口將其電耦合到該電子設(shè)備上。該電接口含有位于電子設(shè)備上的一部分和位于電池上的一部分。電接口通常既有活動觸頭也有固定觸頭?；顒佑|頭適合于在該電接口的兩部分之間建立電接觸并適應(yīng)于由于容差等原因引起的變化。
固定觸頭通常比活動觸頭價廉，并且安裝在產(chǎn)品之內(nèi)。據(jù)此，為了使產(chǎn)品造價減到最低程度，通常是尋求可用于電池的固定觸頭。這樣的電觸頭在傳統(tǒng)上是利用耦合到電池內(nèi)部電路的分立觸頭單元而構(gòu)成的。分立觸頭可直接附接到一個電路支承基片(用于電池內(nèi)部操作)上，或用鉚釘固定在電池殼體部件上，或固定在其它類型的固定件上。
活動觸頭通常安裝在位于主設(shè)備的電氣接口那部分內(nèi)。活動觸頭的零件通常比固定觸頭的多些，因此將其裝入產(chǎn)品中導(dǎo)致造價較貴。先有技術(shù)的活動觸頭的解決方案包括使用了勃勾銷(pogo pin)、懸臂式觸頭、彈簧件等。若在電子設(shè)備中安裝了這樣的活動觸頭，則較貴的電氣接口部分就裝進(jìn)了該電子設(shè)備中，使之成為較高價格的單元。當(dāng)用戶想為其所購置的每種電子設(shè)備購買幾個電池時，可以設(shè)想，若把價廉的電接口元件安裝在電池上，則顧客的總花費(fèi)就會降低。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，活動觸頭因腐蝕、震擊、夾卡等原因而易于損壞，在活動觸頭損壞時，須將電子設(shè)備從業(yè)務(wù)中撤出來，以便修理或更換該觸頭，這將導(dǎo)致該用戶不能使用該電子設(shè)備，并因此違背了降低用戶總花費(fèi)的宗旨。據(jù)此，為了在正常使用中不易損壞，可以制造固定觸頭(即無活動零件)。
人們希望在電接口中既能體現(xiàn)固定觸頭的可靠性，又能提供活動觸頭所具有的容差適應(yīng)性。據(jù)此，現(xiàn)在非常需要在電子設(shè)備與可再充電電池之間的電接口中提供固定觸頭和活動觸頭的組合，以做到既可靠又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一種無線電設(shè)備和電池的分解透視圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的圖1所示的無線電設(shè)備和電池在組裝時位于第一種取向時的分解圖。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的突出表現(xiàn)第二種取向時的電池分解圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明重點(diǎn)表現(xiàn)電氣接口時、圖2所示的該無線電設(shè)備和電池的組件的碎塊式剖面圖。
本發(fā)明提供一種電接口，用以將一個電氣設(shè)備與一個可裝拆的電池相互連。該電接口含有可偏轉(zhuǎn)的懸臂式觸頭，這些觸頭最好位于電池殼體內(nèi)。每個懸臂式觸頭有一部分錨定在基片上，還有一個可偏轉(zhuǎn)部分，被偏置于貼著一個殼體部件?？善D(zhuǎn)部分向外經(jīng)過一個隙縫通入該殼體部件內(nèi)。懸臂式觸頭最好位于該殼體部件內(nèi)表面上的一個凹槽區(qū)內(nèi)，且具有一個相應(yīng)的凸塊在該殼體部件上向外延伸。該向外凸塊可簡化一種用以使電池與電氣設(shè)備相配合的插頭和插口的配置。在優(yōu)選實(shí)施例中，該基片是一個撓性薄膜基片，在結(jié)構(gòu)上由一個依附于該殼體部件上的一個支持物來支持。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一種電氣設(shè)備110與電池120的組件的分解透視圖。該電氣設(shè)備是一個雙向便攜式無線電設(shè)備，它由外殼罩住用以在射頻信道上進(jìn)行通信的電路和元件。該電池是一個封裝的自含單元，例如為了再充電的目的，可從該無線電設(shè)備上拆下或取下。電池封裝件120封裝了能量單元電池(energy cell)、電路和通常含在可再充電電池內(nèi)的其它元件。無線電設(shè)備110和電池封裝件120裝配有一個電接口，即互連結(jié)構(gòu)，該電接口含有相配對的電連接器125、215(見圖2)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一種無線電設(shè)備與電池的組件100處于第一取向時的分解圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的電池120處于第二取向時的分解圖。參照圖2和圖3，電接口結(jié)構(gòu)125、215含有位于可取下的電池120上的一部分125和位于電氣設(shè)備110上的一部分215。電氣設(shè)備110的一個設(shè)備殼體部件211含有一個電連接器215，該電連接器由一個凹槽區(qū)來限定，其內(nèi)伸出一組間隔開的固定觸頭218。在優(yōu)選實(shí)施例中，間隔開的觸頭218具有一個刀片形狀結(jié)構(gòu)因子的構(gòu)造，在形狀和尺寸上都與電池封裝件120的電連接器125上的縫隙相對應(yīng)。周邊封口216環(huán)繞該無線電設(shè)備110的電連接器215，當(dāng)它接口到電池封裝件120時可提供密封。
可取下的電池120具有電池殼體部件230、240，該電池殼體部件含有一個主殼體部件230和一個電池蓋240，它們最好由模壓塑料材料制成。電池殼體部件230、240包封和保護(hù)能量單元電池335，這些電池提供電池封裝件120的基本功能。能量單元電池335可以綜合電池化學(xué)，例如鎳鎘、鎳金屬氫化物、鋰離子等。由撓性薄膜材料形成的基片250，載帶著用于支持監(jiān)視、充電、放電和有關(guān)能量單元電池其它功能所需的電池電路253和機(jī)電元件255、257。電路253電耦合到能量單元電池335。
如上所述，電池封裝件120含有電連接器215，用以支持電信號在電池封裝件120與電氣裝置110之間傳輸。電連接器215是利用了在電池殼體部件240上所限定的電接口區(qū)245而形成的?；顒拥膽冶凼接|頭260電耦合到基片250上，最好由一個支承件或支持件270沿著電接口區(qū)245而被偏置于貼著電池殼體部件240。密封墊280放在基片250與電池殼體部件240之間，為該電連接器提供密封。
在優(yōu)選實(shí)施例中，電接口區(qū)245例如利用模壓來限定在電池蓋240上，它應(yīng)造形得適用于該懸臂式觸頭。電接口區(qū)245由電池蓋240的內(nèi)表面241上的凹槽部分246和電池蓋240的外表面341上的一個相應(yīng)的凸塊或突出部分346來限定。該凹槽部分246最好具有多個分隔開的和個別化的觸頭凹槽或溝槽247，用以個別地適合于每個懸臂式觸頭260或其一部分。據(jù)此，每個觸頭凹槽247具有一個在形狀和尺寸都對應(yīng)于懸臂式觸頭260的形狀因子構(gòu)造，還具有縫隙248，該縫隙從電池蓋240的內(nèi)表面241延伸到外表面341，以具有像懸臂式觸頭260那么多的縫隙248。
該懸臂式觸頭260最好是由一個單片沖壓成形的金屬件制成的。在優(yōu)選實(shí)施例中，該沖壓成形的金屬件含有多個懸臂式臂或指，可由一個可裝拆的橋式部件265結(jié)合在一起。該懸臂式臂260是借助于在每個懸臂式臂260的一個錨定部分處焊積焊料來固定到撓性薄膜基片250上的。然后，將橋式部件265拆除，以使多個懸臂式臂260以適當(dāng)對準(zhǔn)的方式個別地附接到或錨定到撓性薄膜基片250上。
為了便于組裝，懸臂式觸頭260附接到撓性薄膜基片250上，密封墊280是圍繞每個懸臂式觸頭而設(shè)置的，該密封墊280例如是用粘合劑或類似物附接到基片250上的。然后，將基片250貼著電池殼體部件240被就位，以使懸臂式觸頭260在電池殼體部件240的電接口區(qū)245內(nèi)坐在相對應(yīng)的觸頭凹槽247內(nèi)。一旦懸臂式觸頭260合適地坐在觸頭凹槽247內(nèi)，支持件270最好利用位于電池殼體部件240上的固定件243可被安裝在或依附在電池殼體部件240上。照此，支持件270被就位，為懸臂式觸頭部件260提供了機(jī)械支承或提供一個偏置力。
當(dāng)電連接器1 25完全組裝好時，懸臂式觸頭260的部分262就個別地坐在相對應(yīng)的凹槽247內(nèi)，并且在觸頭凹槽247內(nèi)與相對應(yīng)的縫隙248對準(zhǔn)地可拆下地被偏置于貼著殼體部件240的內(nèi)表面241。觸頭260在殼體部件240的外表面241完全向下凹進(jìn)。密封墊280個別地在觸頭260周圍在基片250與電池殼體部件240的內(nèi)表面241之間就位，并提供了一種密封，以便個別地保護(hù)每個縫隙248。
總之，本實(shí)施例含有一個可取下的電池120，它依附于便攜式電氣設(shè)備110且具有其間的電接口?？扇∠碌碾姵厣嫌幸粋€連接器部分125是借助于沿著一個內(nèi)表面的一個凹槽部分和外表面上的一個相對應(yīng)突出部分而在電池殼體部件240上形成的。殼體部件240具有穿通延伸的縫隙248，露出一組相對應(yīng)的懸臂式觸頭260。每個懸臂式觸頭260具有一個懸臂部分262，與一個相應(yīng)的縫隙對準(zhǔn)，并且可偏轉(zhuǎn)地偏置貼著電池殼體部件的內(nèi)表面。這些觸頭由于完全凹進(jìn)殼體部件240而被保護(hù)。在電氣設(shè)備110上，在設(shè)備殼體部件211內(nèi)所形成的一個凹槽區(qū)217含有位于該凹槽區(qū)217內(nèi)的突出的、分隔開的觸頭218。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)在無線電設(shè)備與電池之間的電接口的碎塊式剖面圖。電池殼體部件240的突出部分346坐在設(shè)備殼體部件211的凹槽區(qū)217內(nèi)，以便在可裝拆的電池與該電子設(shè)備相配合時可使設(shè)備110上的觸頭218按照一種插頭和插口配置的方式與電池封裝件120上的懸臂式觸頭260相接口。
本發(fā)明顯示了優(yōu)于先有技術(shù)的明顯益處，例如利用主電子設(shè)備上的固定觸頭可以改善電子設(shè)備上的電接口的可靠性。同樣地，利用電池上的活動觸頭可以以廉價的方式保證了在可裝拆的電池與電子設(shè)備之間合適的電連接。再者，借助于按照一種插頭和插口配置的方式使偏置的懸臂式觸頭就位增強(qiáng)了電接口使用的容易性，并且保護(hù)這些觸頭不致?lián)p壞。這些造形結(jié)構(gòu)或其它的造形結(jié)構(gòu)借助于本發(fā)明是可以得到的。
權(quán)利要求
1.一種用于可裝拆的電池的電接口結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一個電池殼體部件，具有一個內(nèi)表面和一個外表面、以及一個由該內(nèi)表面上的凹槽和該外表面的相應(yīng)凸塊所限定的電接口區(qū)，該電接口區(qū)具有多個穿通的縫隙；及多個懸臂式觸頭，與所述的多個縫隙相對應(yīng)，每個懸臂式觸頭具有一個錨定的部分，相對于所述的電接口區(qū)固定地定位，還具有一個可偏轉(zhuǎn)的懸臂部分，坐入該凹槽內(nèi)，被偏置于貼著該電池殼體部件的內(nèi)表面，并且可從該電池殼體部件的外表面經(jīng)過一個相應(yīng)的縫隙在外部接入，其中，多個懸臂式觸頭在該電池殼體部件的外表面完全向下凹進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接口結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一個基片，其上設(shè)有電路，其中，每個懸臂式觸頭的錨定部分焊在該基片上并且與該電路電耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電接口結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基片是一種撓性薄膜基片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電接口結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一個支持件，附接在該電池殼體部件上，其中，該基片在該支持件與所述的內(nèi)表面之間就位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電接口結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一個密封墊，在該基片與所述的內(nèi)表面之間就位，對所述的多個縫隙提供一種密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電接口結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電接口區(qū)在每個縫隙周圍有一個溝槽，在形狀尺寸上都與一個懸臂式觸頭相對應(yīng)，其中，所述的多個懸臂式觸頭的每個個別地坐在一個相應(yīng)的溝槽中。
7.一種電池，其特征在于，包括一個電池蓋，具有一個內(nèi)表面和一個外表面，還具有一個由該內(nèi)表面上的凹槽和該外表面上的相對應(yīng)的突出部分所限定的電接口區(qū)，所述的凹槽部分具有多個觸頭凹槽，每個觸頭凹槽具有一個穿通延伸的縫隙；一個撓性薄膜基片，其上設(shè)有電路；多個懸臂式觸頭部件，附接到該撓性薄膜基片上，每個懸臂式觸頭部件坐在一個相應(yīng)的觸頭凹槽中，并且具有一個懸臂部分，可偏轉(zhuǎn)地被偏置于貼著該電池蓋的內(nèi)表面，與一個相應(yīng)的縫隙對準(zhǔn)；一個支持件，安裝在該電池蓋上，并被就位，以便為多個懸臂式觸頭部件提供機(jī)械支承；一個密封墊，圍繞該多個懸臂式觸頭部件、在該電池蓋與該撓性薄膜基片之間就位。
8.一種具有一個電接口的裝置，其特征在于，包括一個可取下的電池，包括一個電池殼體部件，具有一個電接口區(qū)，該電接口區(qū)由沿著該電池殼體部件的內(nèi)表面的一個凹槽部分和其外表面上的一個相應(yīng)的突出部分來限定，該電接口區(qū)具有多個穿通延伸的縫隙；及多個懸臂式觸頭，其中每個懸臂式觸頭都具有一個懸臂部分，與該多個縫隙的一個相應(yīng)的縫隙相對準(zhǔn)，每個懸臂部分被偏轉(zhuǎn)地偏置貼著電池殼體部件的內(nèi)表面；及一個便攜式電氣設(shè)備，包括一個設(shè)備殼體部件，具有其上所形成的一個凹槽區(qū)；及多個分隔開的觸頭，在該凹槽區(qū)內(nèi)突出；其中，該電池殼體部件的突出部分坐在設(shè)備殼體部件的凹槽區(qū)內(nèi)，以便在可裝拆的電池與該便攜式電氣設(shè)備相配合時可使多個分隔開的觸頭以一種插頭和插口結(jié)構(gòu)配置方式與該多個懸臂式觸頭相接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述的可裝拆的電池還包括一個基片，被安裝得與該電接口區(qū)的凹槽部分相鄰，并且其中所述的多個懸臂式觸頭的每個都具有一個錨定部分，固定地依附于所述的基片上。
10.一種電池，其特征在于，包括一個電池殼體部件，具有一個內(nèi)表面和一個外表面以及多個穿通延伸的縫隙；多個能量單元電池，由該電池殼體部件來保護(hù)；一個撓性薄膜基片，其上設(shè)有電路，電耦合到所述的多個能量單元電池上；多個懸臂式觸頭，其中每個懸臂式觸頭都具有一個錨定部分，附接在該撓性薄膜基片上，和一個可偏轉(zhuǎn)的懸臂部分，被偏置于貼在該電池殼體部件的內(nèi)表面上，并且從該電池殼體部件的外表面經(jīng)過一個相對應(yīng)的縫隙在外部接入；及一個支持件，依附于該電池殼體部件并被就位，以為該撓性薄膜基片提供支持，和為該多個懸臂式觸頭提供一個偏置力。
全文摘要
電接口(125、215)將電氣設(shè)備(110)與可取下電池封裝件(120)互連,含有可偏轉(zhuǎn)的懸臂式觸頭(260)。每個懸臂式觸頭具有錨定到基片(250)的一部分(261)和偏置貼著殼體部件(240)的一個可偏轉(zhuǎn)部分(262)?？善D(zhuǎn)部分在殼體部件(240)內(nèi)經(jīng)過縫隙(248)在外部接入。懸臂式觸頭位于殼體部件的內(nèi)表面的凹槽區(qū)(245)內(nèi)。一個相應(yīng)的凸塊(346)在殼體部件上向外延伸。凸塊簡化可使電池與電氣設(shè)備相配合的插頭和插口配置。撓性薄膜基片在結(jié)構(gòu)上由支持件(270)支持。
文檔編號H01M2/10GK1170240SQ9711458
公開日1998年1月14日 申請日期1997年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月8日
發(fā)明者約格·L·加西亞, 法里斯·哈巴巴, 馬克·C·塔拉伯羅斯, 威廉·C·非爾普斯三世 申請人:摩托羅拉公司