电池连接设备 本发明一般说来涉及电池，更具体地说，涉及用于连接用作电源的电池的设备。
包括无线电话装置如蜂窝电话的便携式电子装置用电化学原电池，简称电池来供电。电池通过一个连接设备与便携式电子装置的电子电路电连接。连接设备包括一个封装电池的壳和一个封装电子电路的壳。这些壳使用相互配合的特征，以使电池附于电子电路上，及从电子电路上拆下电池。这样的可移动性很重要，因为它允许更换已经通过电子电路的操作而放电的电池。已知电池连接设备的例子在美国专利No.5,436,088(由Castaneda等人提出，名称为“BatteryCradle”，在1995年7月25日发布，并转让给Motorola公司)和美国专利No.4,532,194(由Liautaud等人提出，名称为“Housing For aBattery Operated Transceiver”，在1985年7月30日发布)中公开。
为了在便携式电子装置市场中保持竞争性，制造者必须不断地努力，以使这样的装置小型化。在任何努力减小装置的厚度过程中，电池制得越来越薄。结果，需要一种新的电池连接设备，它能够适应薄电池，而不牺牲由薄电池所赢得的厚度减小。
图1是便携式电子装置在关闭位置下的透视图；
图2是图1装置在打开位置下的透视图；
图3是图1装置的底壳的分解后、左和顶视图，表示以盖、电池组件、背壳部分、无线电收发机板和前壳部分的全部或部分实施的电池连接设备；
图4是图1装置的底壳的分解后、左和底视图，表示图3地电池连接设备，电池组件的一部分用一个放大窗口来表示；
图5是图3电池组件的底面图；
图6是图1装置的底壳的背壳部分的内表面的透视图，表示由此分解的图3电池连接设备的弹簧；
图7是图1装置的底壳的后、左和顶视图，表示安放在底壳中的电池组件；
图8是沿图7截线8-8所取的安放在底壳中的电池组件的第一断面图；以及
图9是沿图7截线9-9所取的安放在底壳中的电池组件的第二断面图。
一种电池连接设备具有一个壳，该壳具有两个端面和一个在端面之间延伸的表面。壳很薄，以便表面的面积比各端面的面积充分大。在壳中安排一个电池。该设备具有一个从各端面延伸的突起。该设备还有安排在壳的表面上而不是壳的端面上的接触部。接触部与电池电连接。这种设备可独立用作薄断面电池组件，或可以进一步包括驻留在一个电子装置上的结构，以把电池与电子装置的电子电路连接，从而实现形状因数厚度的减小。该设备的附加结构包括如下：一个包含电子电路，并且具有一个凹部以安放电池组件壳的第二壳；凹部中用于安放突起的安放槽；以及在凹部中与电子电路电连接，以与电池组件接触部相配合的接触部。
图1和图2以无线电话装置，或更具体地说以蜂窝电话形式，说明了便携式电子装置100。该电子装置100使用天线102和图3的无线电收发机电路1700，以对一个或多个远距离装置发送和接收无线电信号。图1的天线102设置在装置100的底壳104上，而无线电收发机电路1700设置在图3的电路板1701上，电路板1701安排在底壳104的前壳部分106和背壳部分108之间，前壳部分106和背壳部分108沿接合处110可配合。无线电话100的顶壳112通过铰接114与底壳104可旋转地耦合，以便电子装置100可从图1所示的关闭或收藏位置移到图2所示的打开或使用位置。在打开位置下，用户通过听筒202、显示区204、键垫206和传声区208的用户接口，操作电子装置100。电子装置100由图3的电池1702供电，电池1702通过电池连接设备116与无线电收发机电路1700耦合，电池连接设备116的可拆下的盖118在图1和图2中表示为附于背壳部分108上。
电池1702在图3中用虚线说明，并且在图8和图9中用实线表示，它包含在电池连接设备116的电池组件1704之内。电池1702大致上为标准矩形，固态形状，它与围绕电池1702的电池组件1704的壳1706紧密地符合。壳1706具有一个用聚碳酸酯或其他适当材料模制而成的托盘部分，以具有前端1708和后端1709；一个在端面1708和1709之间与它们正交延伸，并且在边沿1714与端面1708接合的右侧面1710；一个在端面1708和1709之间与它们正交延伸，并且在边沿1716与端面1708接合的左侧面1711；以及一个在端面和侧面1708-1711之间与它们正交延伸，并且在边沿1718与端面1708接合的底表面1712。该托盘部分安放并支持电池1702。一个粘性标签1717覆盖在电池1702上，并且部分地包在端面、侧面和表面1708-1712上，它限定壳1706的顶表面1713。粘性标签1717用聚酯薄膜或其他适当材料冲切而成。如表面1712和1713比端面和侧面1708-1711中任何一个具有充分大的面积所说明那样，电池1702和壳1706很薄。在一个优选实施例中，端面1708(和端面1709)的高度1720约为7mm；端面1708(和端面1709)的长度1721(即壳1706的宽度)约为35mm；以及端面1708和1709之间的距离1719(即表面1712的长度和壳1706的长度)约为50mm。
如图3至图5所示，电池组件1704在壳1706上设有配合突起1722、1723、1800和1801。突起1722和1723安排在端面1708的边沿1728，以与表面1712共面地延伸。突起1722进一步安排在端面1708的右半部上(即在端面1708的中间与边沿1714之间)，例如离边沿1714约1mm远。突起1723进一步安排在端面1708的左半部上(即在端面1708的中间与边沿1716之间)，例如离边沿1716约1mm远。突起1722和1723具有各自的远端1726和1727，它们具有与端面1708平行的大致平坦的矩形表面。在说明实施例中，远端1726和1727各自约3mm宽，约2mm高及离端面1708约1.85mm远。
突起1800和1801分别安排在端面1709的左半部和右半部，例如分别离侧面1710和1711约4mm远。突起1800和1801具有各自的顶表面1802和1803，它们与壳1706的表面1712和1713平行，以及各自的底表面1804和1805，它们相对于壳1706的端面1709倾斜。突起1800的远端1806是由顶表面1802和底表面1804的会聚而形成，并且突起1801的远端1807是由顶表面1803和底表面1805的会聚而形成。远端1806和1807的面积比突起1722和1723的远端1726和1727的面积小。在说明实施例中，底表面1804和1805相对于壳1706的端面1709形成一个角度1808，优选地为35度，但是可以任意选择在30度至70度之间；并且远端1806和1807约2mm宽，且离端面1709约1.2mm远。
本领域技术人员将会理解，给电池组件1704备以配合突起1722、1723、1800和1801，而不是现有电池连接设备的配合凹部，则在端面1708和1709无须为凹部预备附加空间，从而，允许减小壳1706的长度(即长度1719)，并且允许壳1706与电池1702的标准矩形固态形状更好地配合。
电池组件1704具有细长翼片1900和1728，分别安排在壳1706的右侧1710和左侧1711上。特别是，翼片1900安排在侧面1710的前半部(即在侧面1710的中间与边沿1716之间)，而翼片1728安排在侧面1711的前半部(即在侧面1710的中间与边沿1714之间)。
电池组件1704在壳1706的表面1712上设有接触部1730、1731、1732和1733。接触部1730-1733安排在表面1712的前半部(即在表面1712的中间与端面1708之间)，以便接触部1730-1733各自的一部分叠在边沿1718上。接触部1730-1733布置在表面1712上，即壳1706的最大表面上，以便能选定它们的尺寸，以保证精确的连接性。在说明实施例中，接触部1730-1733各自具有长度1901，例如约8mm，这个长度比端面1708的高度1720大，所具有的宽度约为2.5mm，并且与接触部1730-1733的相邻的一个的间距约1mm。接触部1730-1733用镀铍铜或其他适当金属材料形成，并且优选地模制插入壳1706中，以便大致上与表面1712平行地固定就位。接触部1730-1733通过点焊或其他适当过程与安排在壳1706中的电池1702和电池电路(未示出)电连接。
因此，电池连接设备116以一个尺寸受到限制、容易携带的电池组件，即电池组件1704实现。适当地安排电池组件1704的突起1722、1723、1800和1801，并且这些突起数量上足够允许被多个似乎合理的配合布置中的任何一个所捕获。接触部1730-1733在位置、尺寸和间隔上足够允许容易和精确的连接。电池组件1704的优点将从以下讨论中进一步显现出来。
电池连接设备116能进一步延伸为包括捕获电池组件1704，并把电池1702与无线电收发机电路1700的电子电路电连接的电子装置100的部分。如图3和图4所示，电池连接设备116进一步包括底壳104，其中安排有无线电收发机电路1700的电子电路，并且适合于在凹部1740中安放电池组件1704的壳1706。凹部1740及底壳104由聚碳酸酯或其他适当材料模制而成，以具有前端壁1742和后端壁1743；一个在端壁1742和1743之间与它们正交延伸，并且在拐角1810与端壁1742接合的右侧壁1744；一个在端壁1742和1743之间与它们正交延伸，并且在拐角1811与端壁1742接合的左侧壁1745；以及一个在端壁和侧壁1742-1745之间与它们正交延伸，并且在拐角1812与端壁1742接合的底面1746。在说明实施例中，端壁1742和1743以距离1747隔开，例如约51.25mm，它刚好稍大于电池组件1704的壳1706的长度1719；侧壁1744和1745以稍有变化的距离1748隔开，这个距离在约36.5mm至约39mm的范围内，它比电池组件1704的壳1706的宽度1721大；端壁1742具有高度1814，例如在底面1746与端壁1742的顶沿1749之间测量约为7mm，它与电池组件1704的壳1706的端面1708的高度1720近似相同；以及端壁1743具有高度1750，例如在底面1746与端壁1743的顶沿1751之间测量约为5mm，它比电池组件1704的壳1706的端面1708的高度1720小。
如图3和图4所示，电池连接设备116的矩形安放槽1752、1753、1816和1817在底壳104的凹部1740中形成。安放槽1752和1753分别安排在端壁1743的右半部和左半部，例如分别离侧壁1744和1745约2mm远。安放槽1752和1753分别由内平顶表面1754和1755与端壁1743的顶沿1751邻近定界。安放槽1816和1817安排在端壁1742上的拐角1812处，以便与底面1746共面地直线对准。安放槽1816进一步安排在端壁1742的右半部(即在端壁1742的中间与拐角1810之间)，例如离1812约3.5mm远。安放槽1817进一步安排在端壁1742的左半部(即在端壁1742的中间与拐角1811之间)，例如离拐角1811约3.5mm远。在说明实施例中，安放槽1816和1817稍大于3mm宽，并且从底面1746到安放槽1816和1817的顶沿1818和1819分别测量为稍大于2mm高。
安放槽1816和1817分别设有电池连接设备116的弹簧1820和1821。弹簧1820和1821分别安放在安放槽1816和1817中，并且不从安放槽1816和1817中伸出。弹簧1820和1821在图6中表示为与背壳部分108分开，它们大致上为V形弹簧指，用整体接合的前臂和后臂2000、2001、2002和2003形成。前臂2000和2001各自在与后臂2002和2003的相应端面相对的端面上，使用一个具有闩锁齿的安装表面。后臂2002和2003各自在与前臂2000和2001的相应端面相对的端面上，使用一个受力鼻形表面。弹簧1820和1821在图6中表示为静止位置，它们可以偏转以分别使臂2002和2003移向臂2000和2001。在说明实施例中，弹簧1820和1821用铍铜或其他适当材料的薄片压制而成，并且弯曲成上述形状，以便臂2002和2003各自呈现约0.15N/mm或其他适当值的弹簧力。
弹簧1820和1821分别组装到插孔2006和2007中，它们分别在安放槽1816和1817之后形成背壳部分108的内表面2008。弹簧1820和1821的组装分别用虚线2009和2010画出。在组装时，臂2000和2001的安装表面分别固定到插孔2006和2007上，而臂2002和2003的鼻部分别驻留在安放槽1816和1817中。一旦组装好，各臂2002和2003的鼻部在受到足够力时，就可在与端壁1742大致垂直的平面中移动。
返回参考图3和图4，电池连接设备116进一步包括锁闩1757，以使盖118可移动地固定在封装凹部1740的位置。锁闩1757可移动地设在背壳部分108上，并且限定端壁1742的一部分。在说明实施例中，锁闩1757安排在端壁1742的中间，离各安放槽1816和1817约6mm远，并且在该位置占有端壁1742的高度1814的约百分之70。虽然在端壁1742上为其他结构如电接触部留有很小或没有空间，但是锁闩1757允许盖118的牢固啮合，盖118模制成与背壳部分108所指定的薄形状因数相符合。
电池连接设备116进一步包括接触部1760、1761、1762和1763，它们安装在电路板1701上，并且与无线电收发机电路1700的电子电路电连接。接触部1760-1763在电路板1701组装在前壳部分106与背壳部分108之间后，设置在背壳部分108的凹部1740中，以便接触部1760-1763分别伸过在凹部1740的底面1746中形成的槽口1764、1765、1766和1767。接触部1760-1763各自使用一个弹簧指，它具有一个受力鼻形表面，在与底面1746大致垂直的平面中可偏转。在说明实施例中，接触部1760-1763各自用铍铜或其他适当金属材料形成，并且弯曲成上述形状，以便各自的鼻形表面呈现约0.2N/mm或其他适当值的弹簧力。
为了利用驻留在电子装置100上的电池连接设备116的部分，如图7所示，把电池组件1704组装到底壳104上。电池组件1704相对于图3和图4的凹部1740的底面1746，按一个微小角度例如15度来定向，并且使它在凹部1740中就位，以便端面1708的顶沿与端壁1742的顶沿1749贴合，如图7箭头2100和电池组件1704的虚线表示2102所示。在端面1708与端壁1742贴合时，图3和图4的突起1722和1723分别安放在安放槽1816和1817中，以便突起1722和1723的远端1726和1727分别啮合并压下弹簧1820和1821。然后，使电池组件1704的端面1709移到凹部1740中，如图7箭头2104所示，使图3和图4中突起1800和1801的倾斜表面1804和1805分别滑过端壁1743的顶沿1751。端面1709移到突起1800和1801分别与安放槽1752和1753直线对准为止。在电池组件1704的端面1709的这个移动期间，电池组件1704的接触部1730-1733分别啮合并压下凹部170中设有的接触部1760-1763。为了完成组装，释放电池组件1704，以允许弹簧1820和1821沿图7箭头2106方向延伸并推动电池组件1704，直到突起1800和1801分别安放在安放槽1752和1753中为止。
一旦组装好，电池组件1704就固定地安放在底壳104中，并且电池1702与无线电收发机电路1700的电子电路电连接。如图8所示，电池组件1704的端面1708与凹部1740的端壁1742并置而不贴合；电池组件1704的端面1709与凹部1740的端壁1743贴合；以及电池组件1704的表面1712与凹部1740的底面1746并置。突起1801安放在安放槽1753中，并且突起1723安放在安放槽1817中。弹簧1812保持为部分受载，以便沿箭头2200方向施加一个力，足够保证端面1709保持为与端壁1743贴合，并且突起1801保持为安放在安放槽1753中。壳1706和突起1723的组合长度(壳1706的长度即图3的长度1719)稍大于凹部1740的长度1747，从而保证突起1723保持安放在安放槽1817中。参考图8和图9，接触部1760-1763沿箭头2300方向分别对接触部1730-1733施加一个力，以保证在接触部1730-1733与1760-1763之间的良好电连接，并且进一步利用突起1801对于安放槽1753的表面1755的偏置表面1803，以及对于安放槽1817的顶沿1819的偏置突起1723，使电池组件1704固定。
为了避免因背壳部分108上的接触部1760-1763通过电池组件1704施加力，从而可能造成前壳部分106和背壳部分108在接合处110分开或裂缝，电池连接设备116进一步包括壳扣2302和2303，与接触部1760-1763成直线地安排。壳扣2302和2303操作使前壳部分106和背壳部分108接合，它们分别在前壳部分106和凹部1740的底面1746上邻近侧壁1744和1745处整体地形成。特别是，如图3、图4和图9所示，各扣2302和2303由联锁环和齿槽形成。通过安排扣2302和2303，以便如图9所示，使接触部1760-1763在它们之间直线对准，则使前壳部分106和背壳部分108实现更为可靠的牢固附装，它能够经受由接触部1760-1763施加的力的作用。
应用与上述参考图7所示的组装过程大致相反的步骤，从底壳104上拆下电池组件1704。首先，沿与箭头2106相对的方向推动电池组件1704，直到突起1800和1801分别移出安放槽1752和1753为止；分别用突起1722和1723压下安放槽1816和1817中的弹簧1820和1821；以及使端面1708与端壁1742贴合。然后，沿与箭头2104相反的方向转动电池组件1704的端面1709，直到突起1800和1801离开端壁1743为止。一旦离开，电池组件1704就能从凹部1740和底壳104提起。
除可释放地附于电子装置100上外，将会认识到，由电池组件1704形成的电池连接设备116允许与其他装置，例如桌面充电装置连接。例如，通过与其中形成的相对的垂直导向槽啮合，电池组件1704的翼片1728和1900允许垂直定位在充电装置的插口中。这样的定位允许减小充电装置的长度和总足迹面积。
虽然已经表示和叙述了特定实施例，但是可以实现各种变更。例如，电池连接设备116在壳1706的各端面1708和1709上可以仅应用单个中央突起，以实现配合。壳1706的平坦固定接触部1730-1733可以选择地用弹簧接触部来代替。虽然表示为结合到无线电话装置，例如无线电话中，但是将会认识到，电池连接设备116还可以有利地用于寻呼机、膝上式计算机、个人数字助手、陆线电话、无绳电话、双向无线电通信、便携式盒式录音机和唱机、通用或备用电源，以及其他类似装置。因此预备在附加权利要求中包括所有这样属于本发明的真正精神和范围的变化和变更。