Исключение неправильной установки батареи
Изобретение относится к узлам с двойными контактами и держателю батареи, содержащему такие узлы. Согласно изобретению узел с двойными контактами включает в себя положительный контакт (112, 112а, 112b, 712, 812), отрицательный контакт (114, 114а, 114b, 714, 814) и изоляционный соединитель (115, 115а, 115b, 715, 815), расположенный между контактами и соединяющий каждый из положительного контакта и отрицательного контакта так, чтобы они были расположены электрически изолированными по отношению друг к другу. Узел с двойными контактами может быть упругим, так что, по меньшей мере, один из положительного контакта, отрицательного контакта и изоляционного соединителя упругого узла с двойными контактами может быть упруго подвижным, при этом изоляционный соединитель удерживает положительный и отрицательный контакты упругого узла с двойными контактами так, чтобы они были расположены электрически изолированно по отношению друг к другу. В держателе батареи, по меньшей мере, два узла с двойными контактами соединяют с подложкой (120, 920) в месте захождения батареи. Техническим результатом является защита изделий от неправильной установки батареи. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
Предпосылки к созданию изобретения
Силовые батареи, предназначенные для электронной аппаратуры, обычно должны быть надлежащим образом установлены в электронные устройства или изделия, которые могут использовать такие батареи. Надлежащую установку обычно обеспечивают посредством использования письменных инструкций или использования графических руководств на изделии или внутри него вблизи, или внутри зоны, предназначенной для захождения батареи, при этом инструкции или руководства указывают надлежащую ориентацию батареи для правильной электрической полярности. Пользователи часто правильно следуют таким инструкциям, но иногда графики трудно рассмотреть, поскольку они могут быть отформованы непосредственно на корпусах изделий или составляют их часть, либо руководства могут быть отпечатаны таким образом, что все больше и больше имеют вид уменьшенных этикеток. В результате могут возникнуть проблемы, связанные с батареями, и повреждения изделия. Когда батареи размещают внутри электронного изделия с неправильной полярностью, в наилучшем случае изделие просто не будет работать. В худшем случае батарея может быть перегрета и потечь, что в результате может привести к постоянному повреждению электронных устройств, разрушению изделия, либо приводит к возгоранию или взрыву. Следовательно, было бы желательно найти решение для защиты изделий от неправильной установки батареи.
Некоторые современные способы защиты предполагают препятствование электрическому контакту, основанное на форме полюса батареи. Этот способ работает, но если изделие не действует после установки батарей, то пользователь не может немедленно определить, является ли причиной неправильная установка батареи или то, что батарея села, либо иная неисправность батареи. При этом пользователь должен проверить, что батарея установлена правильно. Другие способы включают в себя добавление защитной цепи электрического тока, которая может включать в себя использование одного или более диодов, выпрямителей, транзисторов или других компонентов. Такая электрическая цепь обычно обеспечивает прохождение тока только в одном направлении, защищая изделие, если батареи установлены неправильно. Однако, как известно, такие цепи уменьшают подводимое напряжение и сокращают срок службы батареи на 10-15% или более, причем такая цепь стоит довольно дорого.
Сущность изобретения
Описанные и заявленные здесь варианты исполнения относятся к приведенным выше и другим случаям создания узла с двойными контактами и держателя батареи, в котором используют два или более узла с двойными контактами. Узел с двойными контактами и держатель батареи обеспечивают возможность установки батареи в любой конфигурации с фактически постоянной подачей при этом электрического тока надлежащей полярности к изделию. Держатель обычно может включать в себя два узла с двойными контактами, каждый из которых, как правило, соединяют с подложкой в месте захождения батареи. Каждый узел с двойными контактами может включать в себя положительный контакт, отрицательный контакт и изоляционный соединитель, расположенный между положительным контактом и отрицательным контактом и соединяющий каждый из них так, чтобы обеспечить их электрически изолированное расположение по отношению друг к другу. Кроме того, обычно, по меньшей мере, один, а часто оба узла с двойными контактами выполняют упругими, так что, по меньшей мере, один из положительного контакта, отрицательного контакта и изоляционного соединителя упруго подвижен, при этом изоляционный соединитель, тем не менее, удерживает положительный и отрицательный контакты так, чтобы они были расположены электрически изолированными друг от друга. Далее, каждый из положительных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами может быть электрически соединен с одним положительным силовым соединением цепи, а каждый из отрицательных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами может быть электрически соединен с одним отрицательным силовым соединением цепи. Многие, а фактически любые устройства или изделия, питаемые энергией от батареи, могут получить выгоду от этой компоновки, заключающуюся в том, что она по существу исключает неправильную или ошибочную установку батареи. Также возможны и другие варианты конструкции, выполняемые так, как здесь описано и указано.
Раздел «сущность изобретения» приведен для того, чтобы в упрощенной форме ознакомить с выбором концепций того, что ниже указано в разделе «подробное описание». Раздел «сущность изобретения» не предназначен для указания ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, а также не предназначен для того, чтобы ограничить объем заявленного предмета изобретения. Другие отличительные признаки, детали, полезные результаты использования и преимущества заявленного предмета изобретения будут очевидны из последующего, изложенного более конкретно раздела «подробное описание» различных вариантов и исполнений, которые, кроме того, представлены на прилагаемых фигурах и определены в прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание фигур
На фиг.1, которая включает в себя подразбиение на фиг.1А и 1В, представлены виды в изометрии держателя батареи.
На фиг.2 представлен вид держателя батареи в плане сверху.
На фиг.3 представлен вид в изометрии упругого узла с двойными контактами, который может быть использован в держателе батареи или в качестве его части.
На фиг.4, которая включает в себя подразбиение на фиг.4А и 4B, представлены виды упругого узла с двойными контактами в поперечном сечении по линиям 4-4 на фиг.1 и 2.
На фиг.5, которая включает в себя подразбиение на фиг.5А и 5В, представлены виды в плане снизу используемых здесь печатных плат держателя батареи.
На фиг.6, которая включает в себя подразбиение на фиг.6А, 6В и 6С, представлены электрические схемы держателя батареи.
На фиг.7, которая включает в себя подразбиение на фиг.7А, 7В и 7С, представлены соответствующие изометрические виды и разнесенный вид в изометрии альтернативного упругого узла с двойными контактами.
На фиг.8, которая включает в себя подразбиение на фиг.8А, 8В и 8С, представлены соответствующие изометрические виды и разнесенный вид в изометрии альтернативного упругого узла с двойными контактами.
На фиг.9, которая включает в себя подразбиение на фиг.9А и 9В, представлены виды в изометрии держателя батареи.
Подробное описание
Здесь описана технология, касающаяся держателей батарей, которые фактически исключают возможность ошибочной установки в них одной или более батарей. Такой держатель батареи позволяет устанавливать батарею в случае альтернативных конфигураций, но, тем не менее, постоянно обеспечивает надлежащую полярность и подачу соответствующего электрического тока к электронным устройствам, питаемым энергией от батарей. Будет вполне понятно, что такая технология может быть использована для большого числа электронных устройств, которые питают энергией от одной или более батарей.
На фиг.1 представлен пример держателя 100 батареи для электронного устройства (не показано) с питанием от батареи. Этот держатель может быть расположен в корпусе такого устройства (которое здесь не показано и дополнительно не описано). Как показано в обоих подразбиениях 1А и 1В этой фигуры, держатель 100 может включать в себя два узла 110 с двойными контактами, обозначенные на фиг.1 как первый и второй узлы 110а и 110b, подсоединенные к подложке 120, которая во многих случаях выполнена так, как здесь показано, и включает в себя печатную плату или РСВ 121. Подложка 120 и/или печатная плата 121 может быть использована для механического удерживания первого и второго узлов в соответствующем пространстве или в фактически фиксированной ориентации относительно друг друга. Взятая в качестве примера батарея 101 показана на фиг.2 пунктирными линиями, а на фиг.1В показано более подробно, как она может быть расположена внутри держателя 100. Первый и второй узлы 110 с двойными контактами используют у каждого соответствующего конца батареи 101; один узел 110, здесь первый узел 110а, используют для поверхностного контакта с выступающим положительным полюсом 102 батареи, а другой узел 110, здесь второй узел 110b, обеспечивает контакт с фактически плоским отрицательным полюсом 104 батареи 101. Следует заметить, что условный показ выступающего положительного полюса и плоского отрицательного полюса, которые используют совместно с батареей 101, взятой в качестве примера, здесь предназначен только для примера, а не для ограничения объема приведенного содержания или прилагаемых пунктов формулы изобретения. Фактически батарея может иметь положительный плоский полюс и отрицательный выступающий полюс, и при этом может быть использована совместно с узлами с двойными контактами, такими, которые здесь описаны, имея в виду, что полярность была бы обратной по отношению к описанным здесь примерам. Соответствующие конфигурации узлов с двойными контактами и их детали в каждом случае будут действовать фактически одним и тем же способом, который здесь описан, но только с разной электрической полярностью.
Каждый из узлов с двойными контактами, вновь, в общем, обозначенных позицией 110, см. также фиг.3, имеет соответствующие электрические контакты, в общем, обозначенные позициями 112 и 114, отделенные изоляционным соединителем 115. Как показано, например, на фиг. 1А и 3, положительный контакт 112/112а расположен фактически по центру и углублен внутри узла 110/110а, а отрицательный контакт 114/114а расположен по периферии и не углублен. Как показано на фиг.1В и в большей степени на фиг.2 и 4, выступающий положительный полюс 102 батареи 101 может достигать центральной зоны контактного узла 110/110а для обеспечения контакта с положительным контактом 112/112а, в то время как фактически плоская поверхность 104 отрицательного полюса батареи 101, см. фиг.2, входит в контакт с периферийным, не углубленным отрицательным контактом 114/114b. Кроме того, в первом узле 110а с двойными контактами (например, фиг.2), когда батарея 101 контактирует с положительным контактом 112а, она не касается отрицательного контакта 114а. У другого узла с двойными контактами, то есть у второго узла 110b (также фиг.2), батарея 101 контактирует с отрицательным контактом 114b, но никак не касается положительного контакта 112b. Таким образом, когда один полюс батареи (положительный или отрицательный) электрически соединен с одним из контактов (положительным или отрицательным) узла 110 с двойными контактами, другой соответствующий контакт (отрицательный или положительный) того же самого узла с двойными контактами электрически не соединен с батареей 101. Это наилучшим образом показано на фиг.2 для обоих концов батареи 101; отрицательный полюс 104 батареи находится в контакте с отрицательным контактом 114 одного узла 110, но не находится в контакте с его положительным контактом 112. Между тем, положительный полюс 102 батареи 101 находится в контакте с положительным контактом 112 другого узла 110, но не находится в контакте с его отрицательным контактом 114.
Узлы 110 для контакта с батареей, показанные на фиг.1-4 (и на фиг.7, см. приведенное ниже описание), также плоские или выполнены в виде листовых пружин, при этом они представляют собой упругие узлы с двойными контактами. На фиг.1А, 3 и 4А представлены пружины в ненапряженном состоянии без нахождения под действием давления, в то время как на фиг.1В, 2 и 4В показана батарея 101, когда она вставлена, так что пружинные части узлов 110 будут нажаты, когда происходит принудительное смещение соответствующих узлов 110, противоположное пружинному воздействию. Следует заметить, что может оказаться так, что только один узел из пары, состоящей из первого и второго узлов с двойными контактами, будет представлять собой упругий узел с двойными контактами, хотя может оказаться, что оба узла из пары узлов будут упругими.
Упругость или свойство пружины может быть обеспечено посредством функциональных возможностей листовой пружины, причем с наличием некоторой упругости одного или другого из положительного или отрицательного контактов 112, 114, либо даже изоляционного элемента 115. Во многих вариантах конструкции упругость будет обеспечена посредством изгиба плеч одного или обоих из положительного и/или отрицательного контактов 112, 114. Как показано на фиг.3 и 4, положительный контакт 112 включает в себя опорную часть 122 и загнутую часть 126, которая изогнута так, как показано на фиг.4, у криволинейной части 127. Отрицательный контакт подобным же образом может включать в себя опорную часть 124, либо, как показано на фиг.3, две опорные части 124 и 124 с изгибаемой частью 128, которая загнута в виде криволинейной части 129. В смещенном, ненапряженном положении, показанном на фиг.1А, 3 и 4А, ненапряженное, смещенное положение изгиба (изгибов), которое определено криволинейными частями 127 и 129, проходит под некоторым углом, меньшим примерно 180 градусов (см., например, угол А на фиг.4А), в то время как в случае рабочего контакта с батареей, что показано на фиг.1В и 4В, угол нажатого узла более близок приблизительно к 180 градусам (хотя при этом нет абсолютного предела в отношении достигаемых градусов, будь они меньше или больше 180 градусов) (см. угол В на фиг.4В). Упругость может быть обеспечена посредством материала или характеристики материала, выбранного для каждого из одного или более контактов 112 и/или 114. Некоторые металлы наряду с другими материалами могут быть легко приведены в смещенные, ненапряженные положения, например такие, которые показаны на фиг.1А, 3 и 4А, при этом они могут быть легко нажаты до положений, показанных на фиг.1В и 4В, и будут пригодны к эксплуатации в качестве электрических контактов для выполнения описанной здесь функции.
На фиг.4 батарея 101 наилучшим образом показана в процессе введения в рабочий контакт с упругим узлом 110, имеющим двойные контакты. Согласно фиг.4А батарею 101 в течение ее введения вначале приводят в контакт с ненапряженным узлом 110. Затем, когда батарею 101 толкают вниз, она также толкает плоскую пружину, которая представлена загнутыми частями 126 и/или 128 контактов 112 и/или 114. После этого загнутые части 126 и 128 отклоняются к соответствующим опорным частям 122 и 124. Может происходить так, что один или оба из загнутых контактов 112 и 114 фактически будут придавать упругость соответствующему узлу с двойными контактами, либо это может происходить посредством неэлектропроводной части, например, изоляционного элемента 115 или чего-то иного, что фактически придает упругость соответствующему узлу с двойными контактами, однако, во многих вариантах осуществления конструкции будет происходить перемещение обеих изогнутых частей 126 и 128 соответствующих контактов 112 и 114, когда отклоняется любой из них. Таким образом, будет обеспечено постоянное электрическое сообщение только с одним из контактов 112 и 114.
Изоляционный элемент 115 обеспечивает электрическую изоляцию таким образом, что не происходит никакого электрического сообщения между положительным и отрицательным контактными элементами 112, 114. Для обеспечения такой изоляции могут быть использованы многие альтернативные материалы, выполняющие функцию препятствования электропроводности, и среди них многие пластики. Во многих вариантах изоляционный элемент 115 может действовать просто в качестве изолятора, однако, изолятор 115 также может сохранять минимальным положение отделения контактов по отношению друг к другу. Так, если каждый или оба из этих контактов 112, 114 действуют в качестве контактов, выполненных из листовой пружины (или из спиральных пружин, см. ниже альтернативный вариант/варианты), то изоляционный элемент, кроме того, может обеспечивать соединение контактов 112, 114 друг с другом, так что они будут совместно перемещаться, смещаясь в ненапряженное положение, либо в нажатое рабочее положение, когда их подвергают воздействию силы. Эта связанная подвижность может дополнительно содействовать их изоляции друг от друга, так что когда эти контакты перемещаются совместно друг с другом, они будут удержаны на относительно постоянном расстоянии друг от друга и при этом ни один из контактов не сможет переместиться ближе к другому контакту. В таком случае изоляционный элемент 115 также представляет собой изоляционный соединитель 115 или изоляционный соединительный элемент 115.
Обычно этот изоляционный соединитель обеспечивает механическую связь, которая для варианта осуществления конструкции согласно фиг.1-4 просто может быть выполнена посредством клейкого вещества или посредством сцепления, либо может быть иным образом введена между контактами 112, 114, соединяя их. Могут быть созданы альтернативные соединения, два из которых, например, показаны в вариантах осуществления конструкции согласно фиг.7, 8 и 9, не налагая при этом на них каких-либо ограничений.
В некоторых вариантах осуществления конструкции, например в варианте, показанном на фиг.4, соединитель 115 (или некоторая часть узла 110 с двойными контактами) может включать в себя наклонную часть 116, которая может действовать так, чтобы обеспечивать плавное зацепление с выступом/углом 103 батареи 101 в течение введения батареи 101 в держатель 100 и/или ее извлечения из держателя. Наклонная часть 116 обеспечивает незначительные или не резкие, либо не зубчатые края, которые могли бы столкнуться с выступом 103 батареи 101 или, возможно, повредить его.
В некоторых альтернативных конструкциях изделий соответствующие ножки 122, 124 опор могут представлять собой компоненты, проходящие через сквозные отверстия, которые могут быть припаяны после введения через печатную плату (РСВ), либо иным образом подсоединены к электронной цепи электронного устройства, с которым они должны быть соединены. Концы 132, 134 опоры, взятой в качестве примера, показаны на фиг.3 для того случая, когда они могут выступать (даже если в данном случае они незначительно увеличены) через подложку 120 и печатную плату 121 на фиг.1А. Далее, на фиг.5, то есть в каждом из ее подразбиений 5А и 5В, представлен пример того, как эти концы 132, 134 опор могут быть механически или электрически соединены с печатной платой 121 в подложке 120. Как указано выше, подложка 120, которая может включать в себя печатную плату 121 или может быть образована посредством нее, механически удерживает первый и второй узлы в соответствующем пространстве или в фактически фиксированной ориентации относительно друг друга. В принципе, в этом варианте конструкции соответствующие положительные контакты 112а, 112b обоих соответствующих узлов 110а, 110b могут быть расположены в месте сквозного отверстия, связанном с печатной платой 121, при этом каждый из соответствующих концов 132 опоры будет выставлен через нее наружу. Далее каждый из этих соответствующих концов 132 может быть подсоединен (например, посредством пайки), как показано на фиг.5 (на обеих из фиг.5А и 5В, являющихся подразбиениями), к общему пути 502 на печатной плате, что приводит к получению одного положительного электрического проводника в качестве источника энергии для изделия, то есть одного положительного силового соединения цепи. Подобным же образом, отрицательные контакты 114а, 114b обоих узлов 110а, 110b могут быть подсоединены к другому общему пути 504 через их соответствующие выставленные наружу концы 134 на печатной плате 121 или сквозь нее, что приводит к получению одного отрицательного электрического проводника в качестве заземления для изделия или одного отрицательного силового соединения цепи. Следовательно, такое производственное решение может включать в себя путевые контакты или проволочные контакты, витые проволочные контакты или другие конфигурации электрических проводников. Соответствующие положительные и отрицательные путевые контакты 542 и 544 показаны на фиг.5А, а альтернативные положительные и отрицательные электрические провода 542 и 544 показаны на фиг.5В, при этом они могут быть соединены (в частности, посредством пайки) с соответствующими путями 502, 504 на печатной плате 121. Следует заметить, что если используют способ соединения посредством путей на печатной плате, например, как показано на фиг.5А, то печатная плата, находящаяся в контакте с батареей, также может представлять собой часть печатной платы всего изделия, следовательно, в изделии необходимо будет использовать только одну печатную плату. Поэтому в таком случае нет необходимости в использовании в цепи паяных проводов и можно использовать пути непосредственно на одной и той же печатной плате. Если, с другой стороны, используют соединения 542, 544 в виде проводов, то эти провода 542, 544 могут проходить к какому-либо изделию или устройству, энергию к которому подают от батареи или батарей, и при этом будут обеспечивать все силовое соединение, необходимое для этого изделия или устройства. Следует заметить, что в качестве альтернативы путям на печатной плате можно использовать соединения посредством проводов или даже продолжения одной или более из соответствующих ножек самих соответствующих положительных или отрицательных контактов.
На фиг.6, которая включает в себя подразбиения на фиг.6А, 6В и 6С, схематически показано то, как могли бы быть обеспечены электрические соединения, используя механические соединения согласно фиг.5. На фиг.6А электрические пути 502 и 504 показаны схематически как соединенные с соответствующими проволочными соединителями 542, 544, проходящими к электрической цепи (не показана) устройства (тоже не показано), питание которого осуществляют от батареи 101. Батарея 101 также показана схематически и не подсоединена к схемному решению согласно фиг.6А. Здесь также показаны соответствующие узлы 110а, 110b с двойными контактами с их соответствующими положительными контактами 112а, 112b и с отрицательными контактами 114а, 114b. На фиг.6А батарея 101 показана в относительно нейтральном положении, при этом соответствующие положительный и отрицательный полюсы 102, 104 не касаются каких-либо контактов 112, 114 узла 110. Обеспечены дополнительные указания для поворота батареи либо в направлении В к соединению, показанному на фиг.6В, либо в направлении С к соединению, показанному на фиг.6С.
На фиг.6В батарея 101 показана в случае подсоединения ее положительного полюса 102 для соприкосновения с положительным контактом 112а узла 110а с двойными контактами, в то время как отрицательный полюс 104 батареи 101 соприкасается с отрицательным контактом 114b узла 110b с двойными контактами. На фиг.6В замкнутый электрический путь показан посредством частей соответствующих путей 502, 504 в виде сплошных линий, которые при этом обеспечивают прохождение электрического тока к соответствующим положительным и отрицательным проволочным соединениям 542, 544. Неиспользуемые контакты все же электрически подсоединены к используемым контактам, но по линиям, показанным пунктиром, ток не течет, поскольку они не формируют замкнутую цепь.
Фактически противоположная ориентация батареи и путь прохождения тока показаны на фиг.6С, где батарея 101 показана в случае ее поворота в направлении С на фиг.6А, при этом она будет подсоединена своим положительным полюсом 102, соприкасающимся с положительным контактом 112b узла 110b с двойными контактами, в то время как отрицательный полюс 104 батареи 101 находится в соприкосновении с отрицательным контактом 114а узла 110а с двойными контактами. Замкнутый электрический путь, противоположный пути согласно фиг.6В, показан на фиг.6С посредством частей соответствующих путей 502, 504 в виде сплошных линий, которые при этом обеспечивают прохождение электрического тока к соответствующим положительному и отрицательному проволочным соединениям 542, 544. В данном случае вновь неиспользованные контакты все же электрически соединены с контактами, которые используют, но по путям, обозначенным пунктирными линиями, ток идти не будет, поскольку они не формируют замкнутую цепь. Следует заметить, что могут иметь место такие обстоятельства, при которых желательно не соединять соответствующие положительные и отрицательные контакты общими путями или иными подобными соединениями, а вместо этого активировать одну цепь, когда батарею вставляют в одной ориентации, и активировать другую цепь, когда батарею вставляют в противоположной ориентации.
Согласно этой технологии представлен держатель батареи или отделение для батареи, имеющее держатель батареи, который создан для введения в него батареи в любой из двух противоположных ориентаций и при этом обеспечивает соответствующее прохождение электрического тока при любой ориентации. Это фактически исключает возможность неправильной или ошибочной установки батареи. Функция пружины одного или обоих узлов с двойными контактами обеспечивает возможность удерживания батарей разных размеров в пределах определенного диапазона допусков. Возможность выполнения функции пружины также может обеспечить или, как вариант, создает надежное удерживание батареи внутри держателя с получением непрерывного электрического контакта и прохождения тока с надлежащей полярностью к электрическому устройству независимо от ориентации или часто несмотря на перемещение электрического устройства и держателя батареи, а также батареи внутри него.
Во многих типичных случаях могут быть использованы цилиндрические или прямоугольные призматические батареи, либо батареи с другими конфигурациями, имеющие положительный полюс с выступом на одном конце батареи и отрицательный полюс в виде фактически плоской поверхности где-либо еще на батарее, например, у противоположного конца батареи. Тогда узлы с двойными контактами могли бы быть расположены так, как показано на фиг.1 (и на описанной ниже фиг.9) у противоположных концов держателя и его подложки. Примеры таких батарей могут включать в себя, например, батареи, называемые А, АА, ААА, АААА, С, D или другие батареи с подобными размерами или формами. Другие примеры могут включать в себя батареи, известные, в частности, как батареи в виде монеты или батареи в виде кнопки. Следует заметить, что хотя типичный случай использования может представлять собой использование батарей с выступающим положительным полюсом и с плоским отрицательным полюсом, предлагаемые устройства и способы могут быть использованы с батареями, имеющими плоские положительные полюсы и выступающие отрицательные полюсы. При этом лишь будет обратной полярность цепи. Кроме того, хотя обычно могут быть использованы батареи, имеющие полюсы на их противоположных концах, контакты батареи необязательно должны находиться на ее противоположных концах, и вместо этого полюсы могут находиться с одной и той же стороны батареи или в других соответствующих местах. Два узла с двойными контактами, находящиеся рядом друг с другом, могут быть легко приспособлены для размещения батареи на 9 вольт или батареи подобного типа с полюсами на одной и той же стороне батареи, поскольку один полюс может быть выполнен с выступом, имеющим меньший диаметр, чем другой полюс, подобно обычной сдвоенной А («АА») батарее. Кроме того, следует заметить, что обычная батарея на 9 вольт может иметь отличительные признаки, обеспечивающие защелкивание, которого данное описание не касается, в то время как рассматриваемыми батареями являются батареи на 9 вольт или подобные батареи, которые могут иметь полюсы с разными геометрическими конфигурациями на одном и том же конце, как показано и описано.
Как указано выше, изготовление и/или соединение соответствующих деталей каждого узла с двойными контактами предполагает использование способа приклеивания или сцепления, либо могут быть использованы другие весьма емкие технологии соединения, такие как термическое закрепление, формование под давлением и/или механический изгиб металла, либо другие способы соединения, включая ультразвуковую сварку или, в частности, струйную сварку. Некоторое более подробное описание альтернативных вариантов осуществления таких держателей батарей и/или используемых в них узлов с двойными контактами, в частности, в случае альтернативных способов формирования, приведено ниже.
На фиг.7, включающей в себя подразбиения на фиг.7А, 7В и 7С, приведены виды в изометрии альтернативного узла 710 с двойными контактами. Узел 710 включает в себя соответствующие положительный и отрицательный контакты 712 и 714, которые отличаются от контактов варианта осуществления конструкции согласно фиг.1-4. Между этими контактами расположен соединитель 715, который может обеспечивать изоляцию и соединение, функционально подобные изоляции и соединению ранее описанных изоляторов. Также показаны соответствующие положительная и отрицательная электропроводные ножки 722 и 724 контактов 712, 714. Кроме того, в этом варианте показаны соединительные отбортованные элементы 772 и 774, которые в течение изготовления и использования крепят соединение соответствующих контактов 712 и 714 к изоляционному соединителю 715. Вид на фиг.7С, в частности, дополнительно показывает соответствующие отбортованные элементы 772, 774, а также соответствующие приемные вырезы 775 и 776, образованные в соединителе 715. Приемные вырезы 775 могут представлять собой уменьшенные зоны в краях соединителя 715, а вырез 776 может представлять собой сквозное отверстие в соединителе 715 для захождения вставки в виде отбортованного элемента 772 положительного контакта 712. Следует заметить, что такой соединитель 715 может быть выполнен из пластика или другого изоляционного материала и может быть отформован (например, посредством формования под давлением) с получением показанной конфигурации, либо может быть изготовлен иначе, например, посредством травления или других способов придания формы после формования. Соответствующие контакты 712, 714 обычно представляют собой неразъемные детали из электропроводных материалов, формируемые с получением конфигураций, показанных на фиг.7, причем во многих случаях они могут быть выполнены из упругого металла, изогнуты с получением показанных форм и упругости, обеспечивающей возможность деформирования, предполагающего смещение с возвратом в показанные положения, в которых они не подвержены воздействию силы.
Кроме того, на фиг.7 показаны соответствующие альтернативные опорные элементы 778, которые могут быть использованы для расположения узла с двойными контактами в подложке или на ней, например, на подложке 120 согласно фиг.1. Для этой цели могут быть использованы один или более из таких элементов 778, причем они могут принимать разные формы, например, форму элемента 778, который может опираться на подложку без расположения соответствующей ножки 724 посредством сквозного отверстия. Еще один отличительный признак, показанный на фиг.7, представляет собой наклон 716, образованный в соединителе 715 для обеспечения функции беспрепятственного зацепления, как в случае наклона 116 варианта осуществления конструкции согласно фиг.4.
На фиг.8 представлены виды еще одного альтернативного узла 810 с двойными контактами. В этом узле 810 положительный контакт 812 в виде спиральной пружины может быть использован для механического смещения контактов относительно соединяемой с ним батареи. В этом варианте отрицательный контакт 814 также может обеспечивать свойство пружины, либо может лишь зависеть от спиральной пружины положительного контакта 812 для обеспечения смещающего действия. При этом электроизоляционный соединитель 815, как и выше, будет обеспечивать как функцию соединения для соединения положительного и отрицательного электрических контактов 812, 814 друг с другом, так и их изоляцию, чтобы предотвратить какое-либо электрическое соединение между этими контактами. Альтернативный отличительный признак, также показанный на фиг.8, представляет собой наклон 816, образованный в соединителе 815, чтобы обеспечить функцию беспрепятственного зацепления, как и в случае наклонов 116 и 716 соответствующих вариантов согласно фиг.4 и 7.
Кроме того, на фиг.8 также показаны положительная и отрицательная электропроводные ножки 822 и 824 с опорными частями 888 отрицательных ножек 824 для расположения относительно подложки. На фиг.8С наилучшим образом показано, что соответствующие положительный и отрицательный контакты 812, 814 и их соответствующие электропроводные ножки 822, 824 могут быть изготовлены в виде целиковых непрерывных деталей из электропроводного материала, например, наряду с другими материалами, из определенных металлов, таких как сталь, пружинная сталь, пружинная сталь с гальваническим покрытием, бериллий, медь. Кроме того, соответствующие положительные и отрицательные контакты могут быть образованы с одной или более соответствующими выступающими частями 892, 894, которые должны обеспечивать достаточное выступание по отношению к соединительному элементу 815, чтобы создать контакт с батареей, входя в зацепление с ней. Эти выступы могут взаимодействовать с соответствующими вырезами 876 и 875 в соединительном элементе, чтобы также зафиксировать соответствующие контакты 812 и 814 по отношению к соединительному элементу. Отбортованные элементы или канавки 874 также могут быть выполнены с соединительным элементом 815 для захождения контактов 812, 814 и их удерживания. Следует заметить, что такой соединитель 815 может быть изготовлен из пластика или из другого изоляционного материала и может быть отформован (например, посредством формования под давлением) с получением показанной конечной конфигурации, либо может быть изготовлен иначе, например, травлением или другими способами придания формы после формования. Соответствующие контакты 812, 814 обычно представляют собой целиковые детали из электропроводного материала, образованные с приданием конфигураций, показанных на фиг.8, причем во многих вариантах их выполнения они могут быть изготовлены из упругого металла для формирования пружин, например, из проволоки или из материала в виде проволочной спирали, предварительного изогнутого для получения показанных форм и упругого для обеспечения деформации, но с возможностью смещения для возврата в показанные положения, в которых он не подвергнут воздействию силы.
Полученный держатель 900 показан на фиг.9, которая включает в себя подразбиения на фиг.9А и 9В. Два противоположных узла 810а и 810b с двойными контактами показаны прикрепленными к подложке 920. Соответствующие контакты 812, 814 показаны с расположенной между ними батареей 901 и без нее. Следует заметить, что контактные узлы 810а и 810b показаны в состоянии, которое может представлять собой сжатое состояние согласно фиг.9А (в таком же сжатом состоянии, которое показано на фиг.9В), хотя такие контактные узлы вместо этого могут демонстрировать угловое состояние без воздействия силы или сжатия, в частности, похожее на состояние согласно альтернативным вариантам конструкции согласно фиг.1А, 3, 4А и 7.
В результате вышеуказанных и описанных вариантов осуществления конструкции созданы один или более узлы с двойными контактами для использования в держателях батареи или совместно с ними, чтобы обеспечить возможность установки батарей в любой конфигурации, но с постоянной подачей при этом заданного электрического тока надлежащей полярности к электрическому устройству, питаемому этим током. Полученный при этом результат будет заключаться в исключении или в фактическом исключении неправильной установки батареи.
Таким образом способ, фактически исключающий неправильную установку батареи, может включать в себя применение двух узлов с двойными контактами, при этом каждый из узлов с двойными контактами будет расположен в месте захождения батареи, и каждый из узлов с двойными контактами включает в себя положительный контакт, отрицательный контакт и изоляционный соединитель, расположенный между каждым из положительного контакта и отрицательного контакта и соединяющий их так, чтобы они были расположены электрически изолированными относительно друг друга, причем, по меньшей мере, один из первого и второго узлов с двойными контактами представляет собой по существу упругий узел с двойными контактами; введение батареи при любой ориентации контактов между двумя противоположными узлами с двойными контактами; введение положительного контакта одного из узлов с двойными контактами в зацепление с положительным полюсом батареи; введение отрицательного контакта другого из узлов с двойными контактами в зацепление с отрицательным полюсом батареи.
Приведенное выше подробное описание обеспечивает полную характеристику конструкции и использования взятых в качестве примера вариантов осуществления представленной технологии. Хотя различные варианты осуществления этой технологии описаны выше лишь с некоторой степенью указания подробностей или со ссылками на один или более варианты ее осуществления, квалифицированные специалисты в этой области смогут создать ряд видоизменений раскрытых вариантов без отклонения от существа или объема приведенной здесь технологии. Поскольку многие варианты могут быть выполнены без отклонения от существа и объема представленной технологии, соответствующий объем будет заключен в прилагаемых пунктах формулы изобретения. В частности, следует иметь в виду, что описанная технология может быть применена фактически во всех, если не действительно во всех электрических устройствах, которые для какой бы то ни было цели получают энергию от одной или более батарей. Поэтому могут быть разработаны и другие варианты. Кроме того, следует иметь в виду, что любые операции могут быть выполнены в любом порядке, если однозначно не заявлено иначе или по существу необходим определенный порядок, устанавливаемый языком пунктов формулы изобретения. Можно полагать, что все содержание, изложенное в приведенном выше описании и показанное на прилагаемых фигурах, должно быть интерпретировано только как иллюстрирующее конкретные варианты осуществления конструкции и не налагающее ограничений на показанные варианты. Изменения деталей или конструкции могут быть выполнены без отклонения от базовых элементов предлагаемой технологии, которая определена в приведенных ниже пунктах формулы изобретения.
1. Держатель (100, 900) батареи, содержащий:
подложку (120, 920);
первый и второй узлы (110, 100a, 110b, 710, 810, 810a, 810b) с двойными контактами, при этом каждый из первого и второго узлов с двойными контактами соединяют с подложкой в месте захождения батареи, и каждый из первого и второго узлов с двойными контактами включает в себя:
положительный контакт (112, 112а, 112b, 712, 812);
отрицательный контакт (114, 114a, 114b, 714, 814); и
изоляционный соединитель (115, 115a, 115b, 715, 815), расположенный между каждым из положительного контакта и отрицательного контакта, и соединяющий их так, чтобы они были расположены электрически изолированно по отношению друг к другу;
в котором, по меньшей мере, один из первого и второго узлов с двойными контактами представляет собой упругий узел с двойными контактами, так что, по меньшей мере, один из положительного контакта, отрицательного контакта и изоляционного соединителя узла с двойными контактами упруго подвижен, а изоляционный соединитель удерживает положительный и отрицательный контакты упругого узла с двойными контактами так, чтобы они были расположены электрически изолированно по отношению друг к другу;
в котором каждый из положительных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами электрически соединен с положительным силовым соединителем (102) цепи, а каждый из отрицательных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами электрически соединен с отрицательным силовым соединителем (104) цепи.
2. Держатель батареи по п.1, в котором первый и второй узлы с двойными контактами расположены противоположно по отношению друг к другу для захождения батареи, имеющей положительный полюс на одном конце и отрицательный полюс на противоположном конце.
3. Держатель батареи по п.2, в котором каждый узел с двойными контактами обеспечивает положительный контакт и отрицательный контакт у каждого соответствующего конца батареи, чтобы таким образом войти в зацепление с ней.
4. Держатель батареи по п.1, в котором положительный контакт, по меньшей мере, одного из первого и второго узлов с двойными контактами углублен от отрицательного контакта.
5. Держатель батареи по п.1, в котором положительный контакт, по меньшей мере, одного из первого и второго узлов с двойными контактами углублен от отрицательного контакта, при этом положительный контакт располагают для захождения выступающего положительного полюса батареи.
6. Держатель батареи по п.1, в котором отрицательный контакт, по меньшей мере, одного из первого и второго узлов с двойными контактами выполнен с возможностью зацепления по существу с плоской поверхностью отрицательного полюса батареи.
7. Держатель батареи по п.1, в котором оба из первого и второго узлов с двойными контактами упругие, с формированием при этом первого и второго упругих узлов с двойными контактами таким образом, что для каждого из соответствующих первого и второго упругих узлов с двойными контактами, по меньшей мере, один каждого из соответствующих положительных контактов, соответствующих отрицательных контактов и соответствующих изоляционных соединителей соответствующих первого и второго упругих узлов с двойными контактами упруго подвижен, а соответствующие изоляционные соединители удерживают соответствующие положительные и отрицательные контакты соответствующих первого и второго упругих узлов с двойными контактами в таком положении, чтобы они были электрически изолированы по отношению друг к другу.
8. Держатель батареи по п.1, в котором упругий узел с двойными контактами формируют, по меньшей мере, с одной по существу плоской пружиной, листовой пружиной, проволочной пружиной или спиральной пружиной.
9. Держатель батареи по п.8, в котором, по меньшей мере, одна, по существу, плоская пружина, листовая пружина, проволочная пружина или спиральная пружина формирует, по меньшей мере, что-то одно из положительного контакта, отрицательного контакта и изоляционного соединителя упругого узла с двойными контактами.
10. Держатель батареи по п.8, в котором, по меньшей мере, одна, по существу, плоская пружина, листовая пружина, проволочная пружина или спиральная пружина образована из электропроводного материала.
11. Держатель батареи по п.8, в котором, по меньшей мере, одна, по существу, плоская пружина, листовая пружина, проволочная пружина или спиральная пружина образована из единой детали, включающей в себя опорную часть, загнутую часть и контактную часть.
12. Держатель батареи по п.1, в котором изоляционный соединитель, по меньшей мере, одного из первого и второго узлов с двойными контактами представляет собой пластиковый изолятор.
13. Держатель батареи по п.1, в котором изоляционный соединитель, положительный контакт и отрицательный контакт, по меньшей мере, одного из первого и второго узлов с двойными контактами механически соединены, используя связующее вещество, сцепление, термическое соединение, формование под давлением, механический изгиб материала, ультразвуковую сварку или струйную сварку.
14. Держатель батареи по п.1, в котором изоляционный соединитель, по меньшей мере, одного из первого и второго узлов с двойными контактами включает в себя наклонную часть для содействия введению батареи и предотвращения повреждения выступа батареи.
15. Держатель батареи по п.1, в котором каждый из положительных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами непосредственным образом электрически соединяют друг с другом и с единым положительным силовым соединением цепи, а каждый из отрицательных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами непосредственным образом электрически соединяют друг с другом и с единым отрицательным силовым соединителем цепи.
16. Держатель батареи по п.1, в котором каждый из положительных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами непосредственным образом электрически соединяют друг с другом и с единым положительным силовым соединением цепи посредством соединения самих соответствующих положительных контактов, проводов или проходов печатной платы, а каждый из отрицательных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами непосредственным образом электрически соединяют друг с другом и с единым отрицательным силовым соединением цепи посредством соединения самих соответствующих отрицательных контактов, проводов или проходов печатной платы.
17. Держатель батареи по п.1, в котором положительные контакты соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами не подсоединены электрически непосредственно друг к другу, а каждый из них соответствующим образом подсоединен к дискретной разделительной цепи, и каждый из отрицательных контактов соответствующих первого и второго узлов с двойными контактами не подсоединены электрически непосредственно друг к другу, а каждый из них соответствующим образом подсоединен к дискретной разделительной цепи.
18. По существу, упругий узел (110, 110a, 110b, 710, 810, 810a, 810b) с двойными контактами для использования в держателе (100, 900) батареи, при этом узел с двойными контактами содержит:
положительный контакт (112, 112а, 112b, 712, 812);
отрицательный контакт (114, 114а, 114b, 714, 814); и
изоляционный соединитель (115, 115a, 115b, 715, 815), расположенный между каждым из положительного контакта и отрицательного контакта, и соединяющий их так, чтобы они были расположены электрически изолированно по отношению друг к другу;
при этом положительный контакт углублен от отрицательного контакта для захождения выступающего положительного полюса (102) батареи (101);
отрицательный контакт приспособлен для зацепления с фактически плоской поверхностью (104) отрицательного полюса батареи (101); и
по меньшей мере, один из положительного контакта, отрицательного контакта и изоляционного соединителя имеет возможность упругого перемещения, а изоляционный соединитель удерживает положительный и отрицательный контакты упругого узла с двойными контактами так, чтобы они были расположены электрически изолированно по отношению друг к другу.
19. Узел с двойными контактами по п.18, дополнительно содержащий, по меньшей мере, одну, по существу, плоскую пружину, листовую пружину, проволочную пружину или спиральную пружину.
20. Способ фактического исключения неправильной установки батареи, содержащий:
введение батареи (101) при какой-либо ориентации контактов между двумя противоположными узлами (110, 110a, 110b, 710, 810, 810a, 810b) с двойными контактами, при этом каждый из узлов с двойными контактами располагают в месте захождения батареи, причем каждый из узлов с двойными контактами включает в себя положительный контакт (112, 112а, 112b, 712, 812), отрицательный контакт (114, 114а, 114b, 714, 814) и изоляционный соединитель (115, 115а, 115b, 715, 815), расположенный между положительным и отрицательным контактом, и соединяющий их так, чтобы они были расположены электрически изолированно по отношению друг к другу, при этом, по меньшей мере, один из первого и второго узлов с двойными контактами представляет собой, по существу, упругий узел с двойными контактами;
зацепление положительного контакта одного из узлов с двойными контактами с положительным полюсом (102) батареи (101);
зацепление отрицательного контакта другого из узлов с двойными контактами с отрицательным полюсом (104) батареи (101).
