JPH10255758A - 電池用接続端子の短絡防止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は電池が誤挿入された場合に電池のプラ
ス電極とマイナス電極が短絡することを防止した電池用
接続端子の短絡防止機構に関し、電池が誤装着された場
合でも確実に短絡発生を防止することができ、かつ低コ
スト化を図ることを課題とする。 【解決手段】電池２７の装着動作に伴い、電池２７に形
成されたプラスス電極２８と接触して電気的導通を図る
構成とされた電池用接続端子１１と、絶縁材料により形
成されると共に、電池用接続端子１１の電池２７が正規
に装着された場合に電池２７と電気的に接続する接続部
１８を除き、電池用接続端子１１の電池２７が誤装着さ
れた場合に電池２７の各電極２８，２９が触れる位置を
覆うよう構成された保護カバー１２とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池用接続端子の短
絡防止機構に係り、特に電池が誤挿入された場合に電池
のプラス電極とマイナス電極が短絡することを防止した
電池用接続端子の短絡防止機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、乾電池及び充電式電池（以下、
単に電池という）は携帯用電子機器の電源として広く使
用されている。従って、これらの電気機器及び充電式電
池の充電装置には、電池に設けられたプラス電極及びマ
イナス電極と接触し電気的導通を図る電池用接続端子が
設けられている。

【０００３】この電池用接続端子は、一般にマイナス電
極側にバネ性を持たせた構成とされており、電池が装着
された状態で、このバネ性を有するマイナス電極はマイ
ナス端子を押圧すると共に、電池自体をプラス電極側に
付勢する。従って、電池のプラス及びマイナスの各電極
と電池用接続端子との間にはバネ力による押圧力が作用
し、これにより確実な電気的接続が図られる構成とされ
ている。

【０００４】上記のように、マイナス電極側にバネ性を
持たせる具体的手段としては、例えばマイナス電極側の
電池用接続端子をコイルスプリング状に形成したり、ま
た板バネ状に形成することが一般的である。しかるに、
コイルスプリング状の電池用接続端子は、電池挿入時に
プラス端子から先に挿入した場合、コイルスプリングに
印加される挿入力方向が違い変形してしまう可能性があ
る。このため、板バネにより電池用接続端子を形成する
構造が多用されるようになってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般の電池
は筒状或いは方形状の本体の一端部に絶縁部材を介して
プラス電極が突出するよう形成されており、また本体部
分はマイナス電極となっている。しかるに、本体部分の
プラス電極が形成された端部と半体側の端部を除く部分
は、絶縁フィルム等を被覆することにより絶縁されてい
る。即ち、本体部の上記のプラス電極が形成された端部
と半体側の端部のみが外部に露出され、マイナス電極を
形成している。

【０００６】しかるに、電気を電子機器或いは充電装置
に装着する際、電池用接続端子と絶縁フィルムとが摺接
し、絶縁フィルムが剥がれ電池の本体（即ち、マイナス
電極）が露出するおそれがある。これは、特に充電を繰
り返し行う充電式乾電池において発生し易い現象であ
る。また、電池の使用態様も種々あり、使用者によって
は絶縁フィルムを剥がし、いわゆる裸電池の状態で電池
用電極に装着する場合もある（以下、絶縁フィルムが剥
がれた電池も含め、マイナス電極が露出した電池を裸電
池という）。

【０００７】一方、電池を電子機器及び充電器に装着す
る際、装着を行う者がプラス電極とマイナス電極を逆に
装着すること（以下、これを誤装着という）が多々ある
ことが経験的に知られている。いま、上記した裸電池を
装着した状態を図８に示す。図中、１は電池（裸電池）
であり、その一端部にはプラス電極２が突出形成されて
いる。また、同図に示す裸電池１は、絶縁フィルムが剥
がされたものを例に挙げて説明する。従って、裸電池１
の本体部３は全てマイナス電極となっている。また、図
中４は電池用電極であり、導電性金属よりなる板バネ材
を図示される形状に形成することにより、接続部５及び
テーパ部６を形成した構成とされている。

【０００８】ここで、電池用電極４に裸電池１が斜めに
挿入された場合を想定する。すると、図示されるように
裸電池１に形成されたプラス電極２がテーパ部６と接触
し、かつ本体部３が接続部５の下部位置（図中、矢印Ａ
で示す位置）で接触した状態が発生するおそれがある。
従って、この場合にはマイナス電極である本体部３とプ
ラス電極２とが電池用電極４で電気的に接続された状
態、即ち短絡した状態となってしまうという問題点があ
った。

【０００９】また、上記した裸電極１に発生するおそれ
がある短絡を防止するため、図９に示されるように、電
池用電極４が配設された電子機器の樹脂ケース７に、短
絡防止機構を設けたものも提案されている。この短絡防
止機構は、ケース７の電池用電極４が配設された上部に
鍔部８を形成し、裸電極１を適正方向から挿入しない場
合には裸電極１が鍔部８と当接し、ケース７内への挿入
を規制することにより短絡の発生を防止する構成とされ
ている。

【００１０】しかるに、図９に示される短絡防止機構で
は、ケース７に片持ち梁状に延出した鍔部８を形成する
必要があり、ケース７を樹脂成形する際に鍔部８の形成
するために抜き型を用いる必要が生じ、金型構造が複雑
となって金型コストが上昇してしまうという問題点があ
る。更に、電池用電極４の上部に鍔部８の形成する構造
ではケース７が大型化してしまい、近年電子機器に望ま
れている小型化薄型化の要求に対応することができない
という問題点がある。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、電池が誤装着された場合でも確実に短絡発生を防
止することができ、かつ低コスト化を図ることができる
電池用接続端子の短絡防止機構を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る電池用端子の短絡防止機構では、電
池の装着動作に伴い、前記電池に形成された電極と接触
して電気的導通を図る構成とされた電池用接続端子と、
絶縁材料により形成されており、前記電池用接続端子の
前記電池が正規に装着された場合に前記電極と接触する
部位を除き、前記電池用接続端子の前記電池が誤装着さ
れた場合に前記電池の電極が触れる位置を覆うよう構成
された保護カバーとを設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】上記構成において、電池用接続端子は、電
池の装着動作に伴い電池に形成された電極と接触して電
気的導通を図る。また、保護カバーは、電池用接続端子
の前記電池が正規に装着された場合に電極と接触する部
位を除き、電池用接続端子の電池が誤装着された場合に
電池の電極が触れる位置を覆う。また、この保護カバー
は絶縁材料により形成されている。

【００１４】従って、電池が誤装着された場合、保護カ
バーにより電池の電極が電池用接続端子と接触すること
を防止することができる。これにより、電池に設けられ
ている各電極（プラス電極とマイナス電極）が短絡する
ことを確実に防止することができる。また、保護カバー
は電池用接続端子に取り付けられるものであり、従来の
ように電子機器等のケースに形成されるものではない。
よって、保護カバーは単独で形成すことが可能であるた
め、これを形成するための金型構造を簡単化することが
できる。よって、短絡防止機構のコスト低減を図ること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１乃至図５は本発明の一実施
例である短絡防止機構１０を説明するための図であり、
また図６及び図７は短絡防止機構１０を適用した充電器
３０を示す図である。

【００１６】先ず、短絡防止機構１０の説明に先立ち、
図６及び図７を用いて短絡防止機構１０を適用した充電
器３０について説明する。充電器３０は、電池２７（本
実施例では、充電式電池を例に挙げて説明する）が装着
され、この電池２７に対して充電処理を行うものであ
る。尚、本実施例では、電池２７として前記した裸電池
を用いた例について以下の説明を行うものとする。

【００１７】図６及び図７に示されるように、充電器３
０は大略すると上部カバー３１，下部カバー３２，及び
回路基板３３等により構成されている。上部カバー３１
及び下部カバー３２は樹脂成形されたものであり、後述
するように本実施例では短絡防止機構１０が設けられて
いるため、従来設けられていたような鍔部８（図９参
照）は設けられていない。

【００１８】よって、充電器３０は薄型化された構成と
されている。また、鍔部８を設ける必要がないため、上
部カバー３１を成形するための金型構造を簡単化するこ
とができ、金型コストの低減及び製品コストの低減を図
ることができる。上部カバー３１には、電池２７を装着
するための電池収納部３４が形成されており、電池２７
はこの電池収納部３４に挿入装着されて充電処理が行わ
れる。この上部カバー３１には回路基板３３が装着され
た上で、その下部から下部カバー３２がネジ３８を用い
て取り付けられる。

【００１９】回路基板３３はプリント配線基板よりな
り、充電処理を行うための回路部品３６，充電状態を知
られるパイロットランプ３７，電池２７のプラス電極２
８と接続されるプラス端子３５，及び本発明の要部とな
る短絡防止機構１０等が配設されている。上部カバー３
１，下部カバー３２，回路基板３３が組み立てられた状
態において、プラス端子３５及び短絡防止機構１０の一
部は電池収納部３４内に露出するよう構成されており、
よって電池収納部３４に装着されるプラス端子３５及び
短絡防止機構１０と電池２７とを接続することができ
る。尚、本実施例ではプラス端子３５をワイヤ線により
構成している。

【００２０】ところで上記構成とされた充電器３０に装
着される電池２７は、円筒形状の本体部２９の一端部に
プラス電極２８が突出した構造を有している。また、前
記のように電池２７は裸電池であるため、本体部２９は
露出した状態となっており、この本体部２９全体がマイ
ナス電極として機能する。但し、プラス電極２８と本体
部２９との間には絶縁部材が設けられており、プラス電
極２８と本体部２９とは電気的に隔離された構造となっ
ている。

【００２１】また電池２７を電池収納部３４に装着する
際、図７に示す電池方向が正規の装着方向であるが、電
池２７を装着する者の間違い等により、電極の極性を逆
にして挿入する場合があることは前述した通りである。
続いて、短絡防止機構１０の具体的構成について説明す
る。短絡防止機構１０は、大略すると電池用電極１１と
保護カバー１２等により構成されている。図１乃至図４
に示すように、電池用電極１１はバネ性を有した導電性
金属部材により形成されており、底部１３，取付け辺１
４，垂立部１５，折曲部１６，テーパ部１７，接続部１
８，及び下方延出部１９を一体的に形成した構成とされ
ている。このように、底部１３，取付け辺１４，垂立部
１５，折曲部１６，テーパ部１７，接続部１８，及び下
方延出部１９は一体的に形成されているため、電池用電
極１１は容易に形成することができる。

【００２２】底部１３及び取付け片１４は、前記した回
路基板３３に配設するために設けられたものである。具
体的には、装着状態において底部１３は回路基板３３の
上面に載置された状態となり、また取付け片１４は予め
回路基板３３に穿設されている挿入孔に挿入された上で
半田付けが行われる。これにより、電池用電極１１は回
路基板３３に固定された状態となる。

【００２３】垂立部１５は底部１３から上方に向け垂立
した構成とされており、その先端部は湾曲状に折曲され
て折曲部１６を形成している。電池２７が装着された
際、この折曲部１６が主に弾性変形することにより、後
述するテーパ部１７，接続部１８，及び下方延出部１９
は変位する。折曲部１６に連続して形成されているテー
パ部１７は、所定の傾斜角度を有しており、電池装着時
にはこのテーパ部１７により電池２７の装着を案内する
構成とされている。このテーパ部１７の所定位置には、
後述する保護カバー１２を固定する際に用いる孔部２０
が形成されている。

【００２４】接続部１８は略Ｕ字状に折曲形成された部
位であり、装着される電池２７に向け突出した形状とさ
れている。この接続部１８に電池２７の電極は接触し、
電池２７と電池用電極１１との電気的接続が行われる。
本実施例では、電池用電極１１を電池２７のマイナス電
極（本実施例では、電池２７の本体部２９）と接続され
るマイナス端子として用いている。しかるに、本実施例
に係る短絡防止機構１０は、マイナス端子として用いる
のに限定されるものではなく、プラス端子としても適用
できるものである。

【００２５】下方延出部１９は接続部１８の端部より鉛
直下方に向け延出した部位であり、その端部は自由端と
されている。これにより、電池用電極１１は、テーパ部
１７，接続部１８，及び下方延出部１９が折曲部１６を
中心として弾性変形しうる構成となっている。また、こ
の下方延出部１９の所定位置には、後述する保護カバー
１２を固定する際に用いる溝部２１が形成されている。

【００２６】続いて、図１乃至図３及び図５を用いて保
護カバー１２について説明する。保護カバー１２は絶縁
性樹脂（例えば、ナイロン６６）により形成されてお
り、前記した電池用電極１１に取り付けられるものであ
る。この保護カバー１２は、大略するとテーパ面部２２
と下方延出面部２３とにより構成されており、よって極
めて簡単な構成されている。従って、保護カバー１２を
樹脂成形する際、保護カバー１２の成形に用いる金型の
構成を簡単化することができ、金型コストの低減及び保
護カバー１２を構成要素とする短絡防止機構１１の製品
コストを低減することができる。

【００２７】テーパ面部２２は、下方延出面部２３に対
して所定の角度を有しており、このテーパ角度は前記し
た電池用電極１１に形成されているテーパ部１７のテー
パ角度と等しく設定されている。また、テーパ面部２２
の背面側（即ち、取付け時に電池用電極１１と対向する
側）には第１の突起部２５が形成されている。この第１
の突起部２５の形成位置は、電池用電極１１のテーパ部
１７に形成された孔部２０と対応するよう選定されてお
り、その大きさも孔部２０に挿入しうる大きさとされて
いる。

【００２８】また、下方延出面部２３はテーパ面部２２
の端部から一体的に鉛直下方に延出するよう形成されて
おり、また下方延出面部２３のテーパ面部２２との境界
部分には開口部２４が形成されている。この開口部２４
の形成位置は、電池用電極１１に形成されている接続部
１８の形成位置と対応するよう構成されており、保護カ
バー１２を電池用電極１１に装着した状態において、接
続部１８はこの開口を介して保護カバー１２より電池２
７に向け突出するよう構成されている（図３（Ｂ）に詳
しい）。

【００２９】更に、下方延出面部２３の背面側（即ち、
取付け時に電池用電極１１と対向する側）には第２の突
起部２６が形成されている。この第２の突起部２６の形
成位置は、電池用電極１１の下方延出部１９に形成され
た溝部２１と対応するよう選定されており、その大きさ
も溝部２１に挿入しうる大きさとされている。続いて、
上記構成とされた保護カバー１２を電池用電極１１に取
り付ける処理について説明する。

【００３０】前記のように、電池用電極１１には孔部２
０及び溝部２１が形成されており、また保護カバー１２
には孔部２０及び溝部２１の形成位置に対応するよう第
１及び第２の突起部２５，２６が形成されている。保護
カバー１２を電池用電極１１に取り付けるには、図２
（Ｂ）に示すように、先ず孔部２０に第１の突起部２５
を挿入し、この位置を中心として保護カバー１２を回動
させるようにして溝部２１に第２の突起部２６を挿入す
る。

【００３１】この状態において、保護カバー１２は電池
用電極１１に仮止めされた状態となり、かつ電池用電極
１１に形成されている接続部１８は保護カバー１２に形
成されている開口部２４から突出した状態となる。前記
したように、電池用電極１１に形成されたテーパ部１７
と、保護カバー１２に形成されたテーパ面部２２とは同
一のテーパ角度を有しており、かつ、電池用電極１１に
形成された下方延出部１９と保護カバー１２に形成され
た下方延出面部２３は共に鉛直下方に延出した構成であ
る。このため、上記のように保護カバー１２を電池用電
極１１に仮止めした状態で、保護カバー１２と電池用電
極１１とは密着した状態となる。

【００３２】上記のように保護カバー１２を電池用電極
１１に仮止めすると、続いて熱かしめ処理が行われる。
保護カバー１２を電池用電極１１に仮止めした状態にお
いて、第１及び第２の突起部２５，２６は電池用電極１
１の内側に突出した状態となっている。この熱かしめ処
理では、この電池用電極１１の内側に突出した第１及び
第２の突起部２５，２６に熱治具等を押圧して加熱し、
その形状を変形させることにより熱かしめを行う。

【００３３】これにより、保護カバー１２は電池用電極
１１に確実に固定された状態となる。この熱かしめ処理
は、単に電池用電極１１の内側に突出した第１及び第２
の突起部２５，２６に熱治具を押圧するだけの処理であ
るため、極めて容易に行うことができる。また、保護カ
バー１２は電池用電極１１に確実に固定された状態にお
いても、接続部１８は保護カバー１２に形成されている
開口部２４から突出した状態を維持する。この際、保護
カバー１２は、電池用接続端子１１の電池２７が正規に
装着された場合に接続する接続部１８を除き、電池２７
が誤装着された場合に電池２７のプラス電極２８及びマ
イナス電極として機能する本体部２９が触れる位置を覆
うよう構成されている。

【００３４】更に詳述すれば、電池２７が誤装着された
場合、プラス電極２８或いは本体部２９の何れか一方
（例えば、プラス電極２８とする）が接続部１８と電気
的に接続した状態となっても、他方（本体部２９）は必
ず保護カバー１２と触れた状態となり、電池用電極１１
とは電気的に接続しないよう構成されている。続いて、
上記構成とされた短絡防止機構１１の機能について説明
する。

【００３５】先ず、短絡防止機構１１に電池２７が正規
に挿入された場合を想定すると、本実施例では短絡防止
機構１１はマイナス端子として用いられているため、電
池２７の挿入に伴い短絡防止機構１１には電池２７を構
成する本体部２９の端部２９ａ（図７に示す）が当接さ
れる。前記したように、短絡防止機構１１は正規に電池
２７が装着された場合には接続部１８が電池２７の電極
（本体部２９の端部２９ａ）と接触する構成とされてい
るため、接続部１８は電池２７の端部２９ａと接触し、
よって電池用電極１１と電池２７との電気的な接続を確
実に行うことができる。

【００３６】また、短絡防止機構１０を構成する電池用
電極１１において、これを装着する充電器３０の電池収
納部３４に露出する部分は、テーパ部１７，接続部１
８，及び下方延出部１９である。また、図３（Ａ）に示
されるように、電池用電極１１のこの各部位は、保護カ
バー１２（図３（Ａ）に梨地で示す）により殆ど覆われ
た構成となっている。従って、電池収納部３４内におい
て保護カバー１２の存在が目立つようなことはなく、充
電器３０の意匠的な向上を図ることもできる。

【００３７】一方、電池２７が誤挿入された場合には、
保護カバー１２が電池２７のプラス電極２８及びマイナ
ス電極として機能する本体部２９が触れる位置を覆うよ
う構成されているため、電池２７のプラス電極２８と本
体部２９（マイナス電極）とが短絡することを防止する
ことができる。即ち、図３（Ｂ）に示されるように電池
２７が誤装着された場合、前記したようにプラス電極２
８或いは本体部２９の何れか一方が接続部１８と電気的
に接続した状態となっても、他方は必ず保護カバー１２
と触れた状態となり、電池用電極１１とは電気的に接続
しないよう構成されている。従って、電池２７が誤装着
された場合、電池２７のプラス電極２８と本体部２９
（マイナス電極）とが電池用電極１１に共に接触し短絡
することを防止することができる。

【００３８】尚、上記した実施例では、短絡防止機構１
０を充電器３０に適用した例について説明したが、本発
明に係る短絡防止機構１０の適用は充電器３０に限定さ
れるものではなく、電池を使用する各種機器においても
適用できるものである。また、本実施例においては、保
護カバー１２を単独の部品として電池用電極に配設した
構成について説明したが、この保護カバーは必ずしも単
独の部品とする必要はなく、短絡防止機構１０が適用さ
れる電子機器のケースに設けた構成としてもよい。この
際、保護カバーはケースと別体として接着等により接合
する構成としてもよく、またケースと一体的にした構成
としてもよい。

【００３９】更に、本発明と同様な効果を実現する構成
として、本願発明において保護カバー１２で保護した電
池用電極１１の所定部分に、絶縁性樹脂（例えば、塗料
等）を塗布することが考えられる。しかるに、周知のよ
うに電池用電極１１は電池２７の電極が頻繁に摺接する
部分であるため、絶縁性樹脂を塗布する構成では、経時
的に絶縁性樹脂が剥がれるおそれがあり望ましくはない
と考える。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、 電池が誤
装着された場合は保護カバーにより電池の電極が電池用
接続端子と接触することを防止することができるため、
電池に設けられているプラス電極とマイナス電極が短絡
することを確実に防止することができる。

【００４１】また、保護カバーは電池用接続端子に取り
付けられるものであるため、単独で形成すことが可能で
あり、よってこれを形成するための金型構造を簡単化す
ることができ、金型コストの低減及び製品コスト低減を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である短絡防止機構を示す分
解斜視図である。

【図２】電池用接続電極に保護カバーを装着する方法を
説明するための図である。

【図３】電池用接続電極に保護カバーが装着さたれ状態
を示す図である。

【図４】電池用接続電極を説明するための図である。

【図５】保護カバーを説明するための図である。

【図６】本発明の一実施例である短絡防止機構を用いた
充電器を示す図である。

【図７】図６に示す充電器の分解図である。

【図８】従来の問題点を説明するための図である。

【図９】従来の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 短絡防止機構 １１ 電池用電極 １２ 保護カバー １５ 垂立部 １６ 折曲部 １７ テーパ部 １８ 接続部 １９ 下方延出部 ２０ 孔部 ２１ 溝部 ２２ テーパ面部 ２３ 下方延出面部 ２４ 開口部 ２５ 第１の突起部 ２６ 第２の突起部 ２７ 電池 ２８ プラス電極 ２９ 本体部 ３０ 充電器 ３１ 上部カバー ３２ 下部カバー ３３ 回路基板 ３４ 電池収納部 ３５ プラス端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池の装着動作に伴い、前記電池に形成
   された電極と接触して電気的導通を図る構成とされた電
   池用接続端子と、 絶縁材料により形成されており、前記電池用接続端子の
   前記電池が正規に装着された場合に前記電極と接触する
   部位を除き、前記電池用接続端子の前記電池が誤装着さ
   れた場合に前記電池の電極が触れる位置を覆うよう構成
   された保護カバーとを設けてなることを特徴とする電池
   用端子の短絡防止機構。