具体实施方式
通常地,为了使下述的解释清楚,所有附图仅显示了理解本发明所必要的
元件。
图1表示根据第一实施例的便携式电子设备的电池安装装置100,为便于
理解,所述装置采用分解图表示。
该装置包括一个基底2,如图所示是完全独立的部件,但可作为便携式电
子设备表壳的一部分。基底2包括壳体3,所述壳体为如图所示的圆柱体,作
为非限制性表述,具有圆形缝隙4。
舌片5有规则地间隔装配在壳体3的周边。每个舌片5通过近端部7与壳
体底部6相连,然后从近端部7朝缝隙4的方向垂直延伸,舌片在部段8处具
有基本笔直的部分,该部分的厚度小于近端部7。每个舌片的末端一端为弯曲
部分9,其近端部位于缝隙4旁边。
应注意的是,每个舌片5在纵向上基本上呈弯曲形,具有恒定曲率。因此
所有的舌片5基本上相互跟随壳体3的周边而延伸,使之在俯视时总体形状为
圆形。
另外也需注意的是,在一方面,每个舌片5的内表面在近端部7区域内有
一斜面10,反之,在另一方面,弯曲部分9的末端11的截面基本上呈圆形。
壳体3的周边包括一个形成轴肩12的环形槽,用于容纳O型环垫圈13。
安装装置进一步包括密封装置,这里以非限制性方式用封盖14表示。另
一种选择是,密封装置可制成后封盖的形式,不仅用于密封壳体3,也用于密
封如上述现有技术中公知的便携式电子设备的壳体。
要指出的是图1中的封盖14具有壁15,所述壁从其表面突出,并朝向壳
体3的内部且所述壁为环状。参见图2能更好的解释环状壁15的功能。
图2表示图1所示的安装装置的截面图。其中,沿壳体直径切开舌片5,
电池100装配在壳体3中,封盖装在壳体的缝隙4中。
电池100和壳体3各自的尺寸为后者能容纳电池100,电池100的内表面
101紧靠壳体3的底部6,电池100的边缘102紧靠舌片5的内表面(可从图2
中看出)。
另一种选择是,可提供电池定位或支撑螺栓(未示出),与壳体3的底部6
铸在一起,可由能向电池施加足够的摩擦力的可压缩材料制成,以防止电池自
动接通。
还需要指出的是,当电池100装在壳体3中时,舌片5的弯曲部分9将紧
靠电池朝向封盖14的面103。因此,电池能牢固地紧靠在壳体3的底部6上。
壳体3包括在周边部分的环形槽16,一方面,该环形槽可由壳体的周边部
分限定,另一方面,由舌片5限定。当电池100安装于壳体3中时,柔形舌片
5能朝向槽16变形。事实上,如图1和2所示的舌片5最好通过在铸造基底2
和壳体3的同时模制具有弹性的塑性材料获得。从而,给定壳体3、舌片5和
电池100各自的尺寸,通过安置电池的面101到舌片的弯曲部分9上随后在壳
体的底部6的方向上向电池的面103施加压力而将电池引入壳体3中。
在电池的面101和边缘102之间的连接区域具有圆形部分104,当电池施
加压力于壳体的底部6时,所述圆形部分与舌片5的圆形端部11配合。在这
一操作过程中,舌片的弯曲部分9同时被朝向壳体3的周边后推,这使得在槽
16中舌片5产生弹性变形,由此使电池插入到壳体3中。
一旦电池100接合到壳体3的底部,舌片5由于它们的弹性而回复到它们
原先各自的位置,如图2所示,以确保电池100保持在壳体3中。
由于O型环垫圈13先前已安置在壳体3的周边部分的轴肩12上,封盖14
安放在壳体的缝隙4中。
然后封盖14的环状壁15接合到槽16中。壁的尺寸可使壁内表面放置在
紧靠舌片5的外表面,以在其上施加压力从而向壳体3内部方向后推舌片。此
外,所要注意的是壁的外表面紧靠O型环垫圈13,所述垫圈在壳体的防水中
起重要作用。以此装配的组件还具有很高的硬度。在图2中所要指出的是,舌
片5和O型环垫圈13的壁15的各自邻接区域与封盖14的距离基本上相同,
所述距离也很小。
还提供了将封盖14固定到壳体3中的系统。每个舌片5在其外表面上、
近端部7上提供有凸起部分18,并从舌片的一边缘延伸至另一缘。在其内表面,
壁15有形成凹口19的一凹槽,位于接近壁端部的位置并延伸至整个周边。因
此,当封盖14装配于壳体3中时,所有凸起部分18和凹口19相互对向放置
并配合,以卡扣方式安装封盖14到壳体3中。
因此,在发生剧烈撞击并趋于使电池100从壳体3中脱落的情况下,由于
封盖14的壁15的阻碍作用,舌片能承受直接指向壳体周边的径向力而它们不
会变形。此外,所述阻碍作用本身间接地经过O型环垫圈13由压着壳体的周
边的壁来增强,允许吸收由电池的突然移动而传送的额外的机械能。也应当注
意的是在这种撞击的情况下,封盖14不承受任何可将其推出壳体3的应力,
特别从防水的角度保证所描述的电池安装装置的高度可靠性。
关于将封盖14安装到壳体3中的装置,可选择地提供一种装置,所述凸
起部分18安置在壳体3的周边,而封盖的凹口19安置在壁15的外表面。
需要注意的是没有描述或示出电池电极的电连接方式,因为它们可通过传
统的方式获得,也没有给本发明带来任何特殊的贡献。本领域技术人员对于实
施所述手段不会面临任何特殊的困难。作为例子,可以提供第一导电接触条,
它的一端安置在舌片5和电池100的边缘102之间,与第一导电通道的第二端
与一个连接便携式设备的电子电路相连接。也提供第二导电接触条,其第一端
安置在电池100的内表面101和壳体的底部6之间,与第二导电通道的第二端
也与连接便携式设备的电子电路相连接。
此外,提供一个可选择的实施例来实现用于密封便携式电子设备壳体的后
封盖(未示出),而不仅仅是一个密封电池壳体的封盖。在这种情况下,后封
盖可提供如前描述的类似的壁,从而使其突出在电池壳体内。然而,如前所述
的结构的实施仅展示了当后封盖能很容易地从壳体中取下时,换句话说,当后
封盖没有旋上或者例如用螺丝固定时它的所有优点。当后封盖的螺丝不牢固而
从壳体脱落的情况下,前述引用实施例中的结构改善了电池放置在壳体中的可
靠性,近而改善了受到撞击时对便携式设备电子电路的电源供应的可靠性。
图3和图4图解说明了用于安装电池到便携式电子设备中的装置的第二实
施例。其特征在于,固定电池的装置与第一实施例描述的相类似,并进一步确
保便携式设备的电子电路与电池100的一个电极的电连接。由于电池100与图
1和图2所描述的为同一类型,上述相关的参考标记不再予以描述。
为更清楚起见,本实施例中用于固定电池100的装置的各主要元件在图3
中单独示出。
主要元件由具有弹性的导电性材料制成的平板30组成,所述导电性材料,
最好是例如铜或合金如黄铜。平板30包括一个平展的、基本上为圆盘状的主
要部件31,它支撑规则地分布在平板的周边上的五个相同的舌片32。
每个舌片32包括第一部件33,所述第一部件在主要部件31的延伸方向延
伸至与第二平直部件35形成接点的弯曲部分34。作为例证,每个平直的部件
35与主要部件31的夹角基本上大于90度。更通常地,可以使在每个平直部件
35与主要部件31的夹角大小在80和100度之间。每个平直部件35终止于另
一弯曲部分36,朝向主要部件31的中心并与舌片32的第三短部件37连接。
一组舌片32中的第三短部件37位于与平板30的主要部件31的平面基本上平
行的同一平面上。
从图3中可看到,平板30的主要部件31包括朝向每个舌片32的第一部
件33的孔38。也可在平板的主要部件31中看到另一孔39。
孔38和孔39各自的功能将在下述对图4a和图4b中的相关描述中予以解
释。
此外,每个平直部件35在其中心含有凹槽40,在凹槽中延伸一个基本上
平直但稍微朝平板30内部弯曲的接线片41。同样地,这些接线片41的功能将
在下述对图4a和图4b中的相关描述中予以解释。
图4a和图4b有助于更好地理解本实施例的电池安装装置,所示图3描述
的平板30放置在该安装装置中。
平板30很牢固地安置在形成垫片42的中间部分,垫片最好由模制塑料材
料制成。平板30能采用本领域熟练的技术人员熟知的各种方式牢固地安置到
垫片42上。在此所示的实施例中,垫片42包括多个螺栓(studs)43(在图4
中仅看到一个),所述螺栓的截面的直径略微小于平板30的孔38的直径。因
此当装配这个装置时,垫片42的螺栓43被安放到孔39中然后热焊接得到一
个铆钉式的最终结构上,这可从图中看到。
由支承平板30的垫片42形成的组件装配在壳体44中,所述壳体安放在
便携式电子设备的基底45中。为此,当前图解显示了一个提供在基底45中的
圆柱形的开口46,使得垫片和平板可从便携式电子设备的内部插入。开口46
末端为构成壳体44内部边界的环形轴肩(shoulder)47,垫片42以相对于壳
体44在固定轴向位置上保持在所述轴肩上。
图4a表示平板30的舌片32基本上分置在各自的静止位置上,也就是说,
它们相对于主要部件31的夹角略大于90度。在这个结构中需要注意的是,这
里所示的具体情况,由舌片32弯曲部分的端部限定的开口具有比电池100更
大的直径。这一特点优点在于,通过一种只在壳体的对称轴X的同一方向上直
线平移的移动,使电池100很简单地安置在垫片42顶部上并插入到壳体44中。
当然,可提供由舌片限定的直径更小的开口,这样当电池插入时后者发生弹性
变形,如第一实施例中描述的那样。在这种情况下,相对于上述描述而言,电
池插入到壳体的底部不得不包括了一个额外的步骤,由在将电池简单地安置到
舌片上后再挤压电池使舌片变形组成。
为基本上确定电池相对于壳体44的轴向位置,垫片42进一步包括用于电
池100的支撑表面48。
一旦电池100安放到壳体44中,后者将能用与第一实施例中所描述的封
盖14形状相类似的封盖49密封。封盖49具有环形壁50,所述壁具有将封盖
49密封在壳体44中及保持舌片紧靠在电池100上的双重功能。
为达到上述目的,壁50的自由端具有一短弯曲部分,在壳体44周边方向
上形成凹口51,并用于与壳体44周边部分的凸起部分52相配合。
此外,壁50的内表面从封盖49到弯曲末端形成的凹口51包括以下两部
分,第一部分53基本上平行于壳体44的轴X,而第二部分54相对于轴X稍
微向壳体的周边倾斜。从图4a中可清楚看到壁50的第二部分54的斜度最好
调节至使得在凹口51处的壁的内直径基本上大于舌片所限定的开口的直径。
因此,当封盖49放置于壳体44上时,边缘50的第二部分54与每个舌片32
的弯曲部分36相接触,由此实现导轨面的功能。而且,由于第二部分54的倾
斜,封盖49在壳体44中放置得越低,舌片32在壳体的轴X方向上发生的弹
性变形越多。
当封盖49安置于壳体44中,为使凹口51在凸起部件52下面通过,壁50
也会发生弹性变形,舌片32通过它们各自的内表面和接线片41紧靠在电池100
的边缘102,从图4b中可看到该结构。由于得到壁50第一部分53的支撑,舌
片能被保持在这个封闭的位置中。
还可观察到,每个舌片32的第三短部件37靠着朝向封盖49的电池的面
103,因而确保电池100在壳体44中轴向固定。
平板30最好通过冲压金属板材料获得,从图4b中可清楚看出,舌片32
使其与电池100的电极(典型地为正极,在面103与边缘102上)之间确立电
连接,而且确保后者被机械地保持在壳体44中。
另外,如上图3所描述的接线片41的特殊形状,由于它们在壳体44的内
部预制成型,能保证舌片32与电池100的边缘102之间的正确接触。
也可提供另外的方式(未示出)使平板30和便携式电子设备的电子电路
之间建立电连接。
朝向壳体44的底部的电池的面101与电池100的第二电极的电连接方式
已经通过非限制性实施例示出。这些连接装置包括,例如,由导电材料制成的
螺旋状弹簧55,通过第一末端(未示出)与便携式电子设备的电子电路相连接。
弹簧55的第二末端放置成与电池100的面101相接触,弹簧通过平板30的孔
39(如图3所示)和安置在垫片42中的类似的孔(未示出)延伸,与孔39相
对。
应当注意的是本实施例结构确保的电池100在壳体44中的稳定性与第一
实施例相当。因此,在受到剧烈撞击时,电池100和封盖49能与如前图1和
图2中所描述的结构一样有效的保持在壳体44中。
此外,也需要指出的是O型环垫圈56环绕壁50放置,通过在封盖49和
凸起部分52之间压紧,以确保当封盖49盖上时壳体44的防水性能,
与如上所描述的实施例相同的方式,刚刚所描述的电池安装装置能通过将
便携式电子设备的壳体用后封盖密封的方式来实施,所述后封盖也能密封电池
壳体。在这种情况下,与壁50相同类型的壁放置在与电池壳体相对的后封盖
的面上。
图5显示了第二实施例所描述的类型的封盖的本发明另一种形式的封盖
60。当然,这一变形方式也能应用在与第一实施例所描述的封盖。
封盖60包括两个同心环状壁61和62,每个壁实现由图4a和4b所描述的
封盖50的两个功能中的一个。内壁61确保与图4a和4b中接线片32相类似
的接线片(未示出)的导轨面的功能,并确保电池在壳体中的放置。外壁62
包括凹口63,该凹口在其自由端朝向电池壳体(未提及)周边取向,以便与壳
体周边上排列的凸出部分以上述所描述的类似方式相配合。
此外,可以从图5中看到封盖60进一步包括强化板64以提高封盖的硬度。
强化板64最好可以是金属板,通过传统的覆模制成工艺插入到形成封盖的塑
性材料中。
为更清楚起见,图5中仅显示了电池壳体(见图4a)的基底45。从图中可
看到本发明变形方式的封盖的一个重要特点,该特点就是强化板64具有比电
池壳体的开口更大的横向尺寸。因此,当封盖放置到电池壳体上时,强化板间
接地与基底45相连接。
由于这个特点,封盖60能支撑外界环境的高压而不发生可见的变形,因
而对电池壳体的防水性能没有影响。
因此,封盖60能典型地用于确保潜水型手表的电池壳体的密封,保证在
几百米水深处时电池壳体的防水性能。
通过上述对本发明两个实施例的描述,可知用于电子设备的安装电池装置
的结构使得在电子设备的组装期间可以很容易地按预期的那样进行自动电池安
装。事实上,在第一实施例的情况下,在封盖密封壳体之前,只需将电池安置
在舌片的顶部,再沿壳体方向对在电池上施加压力将其安装到位。在第二实施
例中,安放电池更简单,甚至无需前面所提到使电池降至壳体里的压力。将电
池安置到壳体中的操作可通过一种简单的从外部环境向壳体内部的直线平移来
达到。尤其在大规模生产电子设备的情况下,这一特点具有一定的经济优势。
不应局限于上述优选实施例的描述,特别是关于组成安装装置各结构部件
所描述的形状或材料。本领域熟练的技术人员不会面临任何困难来选择任何可
实施本发明所必要的具有机械性能的材料,例如用于电池固定装置的材料的选
择。同样,在实施例或另一实施例所描述的舌片的数量不受限制。特别在第一
实施例中,本领域熟练的技术人员可考虑通过在舌片的长度和弹性之间保持折
衷,而得到不同数目的舌片;特别在第二实施例中,可考虑通过在舌片数目和
正确的电池固定之间保持折衷。
由于本发明能应用于任何类型的便携式电子设备,特别是戴在手或手腕上
的电子设备,例如电子手表,因此关于这种电池安装装置的应用数量很多。