本发明涉及诸如镍镉电池之类的可再充电式电池及其充电配置。 许多与充电器结为一体的可再充电式电池早就被研制出来了。例如，本申请发明人曾因此而获得美国专利第3360708号和第4622507号。此外，美国专利第3533119号“无线袖珍电气器具”颁予S.J.Dokos，而美国专利第4086523号中公开的一可再充电电池则被颁予Izumi。
本发明在以改进的第4622507号专利的可再充电的一体化电池兼充电器作为原充电电池之外，还包括至少一个可被构成用来从原电池充电的卫星用可再充电镍镉电池，并且具有一套在充电期间用以解脱卫星电池正负极的电路配置。
以第4622507号专利的一体化电池兼充电器作为一再充电电源，加上一个或一组卫星可再充电式电池及其供安全地再充电之用的电路所构成的组合体与以上所述的可再充电式电池有所不同。
本发明的主要目的在于提供一种可被构成从一再充电电源接收充电电流的包含枢轴式头部的卫星用可再充电电池，而该头部可交替地设置使卫星电池构成一干电池或被翻转以接收再充电电源并与之偶合以将卫星电池配置为充电模式。
本发明的另一个目的在于提供一原再充电电池作为充电电源，而此原再充电电池既是以电气连接至一标准室内电源插座之用的经改进地一体化电池兼充电器，又是同时对卫星可再充电电池的二次电池或蓄电池以及此原电池的二次电池或蓄电池充电用的接线装置。
本发明的另一个目的是当原电池和卫星可再充电式电池偶合于一充电模式中时，提供将其安全地偶合在一起所用的电路，由此在充电过程中将所有的电池电极从充电电路中解开。
本发明还有一个目的是提供与蓄电池结为一体而成为如C或D型电池之类标准电池尺寸的原电池和卫星用可再充电式电池。
本发明的另一个目的是提供为了偶合在一起而各自用一种充电模式构造的一个或多个卫星用可再充电电池，借此在充电期间将卫星用可再充电式电池的每个二次电池或蓄电池从电池的正负极上电气解开。
依照上述各项目的，本发明实际上是一体化电池兼充电器与至少一个卫星可再充电式电池以及一种用以将各个电池电气偶合在一起以提供同时充电作用的配置这三者的综合。个别的电池元件最好被包容于一标准的C或D型电池的圆柱形壳体或罩子之内或被包容于另外的标准型电池壳体之内。每一独立的电池都包括可再充电的蓄电式二次电池或充电电池，诸如镍镉电池之类。此原一体化电池兼充电器含有一充电电路用以将一标准的市电电流转换成充电电流并将它通往其蓄电池。此原电池还提供一电气偶合或插座装置，用以将其偶合到并将一被转换的充电电流送到一卫星电池的蓄电池上。每一卫星电池均含有一镍镉蓄电池作为二次电池或蓄电池，并备有电气偶合使其既可连接于另一卫星可再充电式电池上也可连接于原充电电池上。
每一原充电电池和卫星可再充电式电池或电池组均含有使之失效的元件，以在充电期间切断通往独立电池正负极的电流通路。
卫星可再充电式电池含有一枢轴式头部嵌件，用以交替地将卫星可再充电式电池构成为一传统型或标准型干电池或构成为充电模式。此头部嵌件以枢轴方式安装于两根轨条的末端，而此两根轨条以并列方式被安排从电池壳体作纵向伸缩。此头部嵌件含有一对第一凹口，用以容纳自电池壳体顶端的坡形部位基座上伸展出来的一对导电销，头部嵌件当卫星电池的镍镉蓄电池作为干电池连接于电池电极的情况下被安装到壳体上。为了将卫星电池设置成充电模式，以枢轴方式安装于轨条末端的头部嵌件被拉出其座位之外然后被旋转整整90°。有一根导电棒自头部嵌件的曲线形或拱形部位伸展出来，由此暴露在外，以供偶合到另一个可再充电卫星电池的侧边内或偶合到一原电池以贯通两电池间的充电电路。
原可再充电式一体化电池兼充电器本质上与4622507号专利所示的相似，但是另外含有一个用以将其以并列关系与卫星电池作连杆连结的电气插座装置。这种连接法提供了一种串联电气连接，用以同时对原电池和所连接的卫星可再充电式电池充电，其中该卫星可再充电式电池本身又能串联于另一个卫星可再充电式电池上，由此也可提供同时充电作用。
本发明的这些目的以及其他目的，将用下列较佳实施例结合附图作详细说明。
图1显示本发明的卫星可再充电式电池的侧面图，该电池被构成一传统D型电池大小的电池。
图2显示图1所示的卫星可再充电式电池的侧面图，其中所示头部嵌件是以枢轴方式安装于从电池壳体顶端纵向伸展出来的伸缩轨条末端并被提升的部分，以虚线显示的头部嵌件是被旋转整整90°的情况。
图3显示图2所示卫星可再充电式电池的侧面图。
图4显示图1所示卫星可再充电式电池的顶部平面图。
图5显示图1所示卫星电池的剖视图，所示头部嵌件由电池一侧伸展出来以容纳并连接另外一个卫星可再充电式电池或连接一原电池供充电之用。
图6显示图5所示卫星电池的侧面图，附带以虚线显示提升在图2所示伸缩轨条上的头部嵌件，预示其可以枢轴方式整整旋转90°成为图2与图3所示的情形，或装回到电池顶端之内而成为图1所示的情形。
图7显示构造得像干电池一样发挥作用的一体化原电池兼充电器的侧面图。
图8显示图7所示的原电池，但附带着被整整反转180°而重新装到电池顶端的头部，并且显示出纵电池顶端向外伸展出来的导电插销。
图9显示以一种充电模式构成的与图8所示原电池相偶合的一个卫星可再充电式电池的侧面图，所示的导电插销插入一电线的插座端头内，并以虚线显示在一充电结构中与第一个卫星可再充电式电池相偶合的第二个卫星用可再充电式电池。
图10显示供原电池镍镉电池用的充电电路电气示意图并显示一用来将此原电池的充电电路连接至卫星可再充电式电池二次或镍镉电池上的卫星可再充电式电池偶合电路。
图1至图6显示本发明的卫星可再充电式电池（以下简称卫星电池）（10）的一个较佳实施例。其中所示卫星电池（10）构造得像通常供手电筒、玩具等等用的标准D型大小的电池一样。虽然如此，但显然此种配置也适用于包括C型电池，标准9伏电池、灯电池等等在内的各种尺寸的电池。但对本发明揭示的目的而言，将就其作为标准D型尺寸电池的排列方式来说明卫星电池（10）。
在图1至图6中，所示卫星电池（10）含有一最好是以诸如塑胶之类非导电性材料制成的圆柱形壳体（11），并含有一平坦壳底（12）和一壳顶（13）。壳底（12）之内为电池负极而壳顶（13）则最好是以诸如塑胶之类的非导电性材料制成且具有一自其中心点向外伸展，显得像圆钮一样的正极（14）。图1和图4所示的卫星电池（10）构造得像一传统型干电池一样。作为可再充电式电池的卫星电池（10）最好含有一传统型镍镉电池之类的电池以作为其蓄电池或二次电池。当镍镉电池的电力耗尽时，可在其上施加一充电电流而使其被充电。在下文中即将此镍镉电池称为二次电池。
卫星电池（10）通过连接一个如图7至图9所示的一体化原电池兼充电器（40），对其二次电池提供再充电作用，以下将详细加以叙述。
为了将卫星电池（10）电气偶合到原电池或再充电电池（40）之上，如图2至图6所示，此卫星电池含有一枢轴偶合式头部嵌件（15），当此头部嵌件如图1和图4所示安装于电池壳体（11）上时，就把电池构成像传统式C型或D型干电池一样。在图1和图4的结构中，此卫星电池头部嵌件（15）嵌套在卫星电池壳体（11）的一个坡度部位（16）之中。此坡形部位如图所示，具有一接纳头部嵌件（15）上弧形面（18）的曲线状垂直面（17）。壳体的曲线型纵向面（17），以直角与作为踏板或基座面的向下弯曲的水平底面（19）相交。此向下弯曲的底面（19），以图1、图2和图5显示得最好，它自一顶点（19a）处环绕着圆柱形壳体（11）的两侧分别向下弯曲而终止于向前倾斜的边缘（19b）内。坡形部位底面（19）的曲线与头部嵌件（15）的底面或下侧面（20）的曲线相符，头部嵌件下侧面具有被适当地隔开的二个相背的臂部用以接纳并紧密地套在另一卫星电池或原充电电池圆柱型壳体（11）的侧面。此关系在图3中显示得最好，其中头部嵌件弧形底面（20）被显示具有一弧形，妥贴地配合环绕着圆柱形壳体（11）将近180°的整个弧形。借助如图5所示地被放置的头部嵌件（15），如图9所示的另一卫星电池（10）或原充电电池（40）的圆柱形壳体会如以下所述般紧紧套住而放置于此。
壳体坡形部位底面（19）和头部嵌件弧形底面（20）二者的弧形是呈一致的曲线，而此弧形之所以如此是为了适合放置于头部嵌件底面双臂（20）之间的另一卫星电池（10）或原电池（40）的圆柱形表面。如图1、图4和图5所示凹壁（17）的弧形形状虽然对本发明而言不很重要，但便于将头部嵌件紧密地装于其上同时将卫星电池壳体（11）内的可获空间增至最大程度，而且能较理想地将电池正极（14）置于电池壳顶上的中心点上。
在图2及图3中，圆柱形壳体坡形部位的基座（19）显示有一对直立柱（21）突出于其上。这二支直立柱（21）是供装配到形成于头部嵌件（15）弧形底面（20）内的腔室或洞孔（22）中用。另一对销孔（30）则被构成于头部嵌件弧形面（18）内，如以下针对图10所讨论的那样，供将直立柱（21）以电气方式连接至一导电棒（23）上之用。图3显示得最好，导电棒（23）包括一层被夹在两个导体之间并将其以电气方式隔开的绝缘体（24），此导电棒（23）从头部嵌件弧形底面（20）顶点中央以直角向外伸展。
在图1所示的卫星电池（10）的配置方式中，导电棒23被装配到坡形部分基座（19）内的电气插座（25）内，如图2所示，导电棒（23）将依照稍后对照图10所介绍的那样，把像传统的干电池一样的卫星电池构成连接于电池正负两极上的二次电池或蓄电池。在图1和图4所示结构中，这一对从圆柱形壳体坡形部位基座（19）向上伸展的柱销（21）担任将头部嵌件导电棒（23）导入电气插座（25）的工作，如以下对照图10所述那样构成像常见的干电池一样的卫星电池。这一对柱销（21）当被装配到头部嵌件洞孔（30）之内时，既用来将头部嵌件牢固地维持在圆柱形壳体上，又用来将导电棒（23）如图10所示以电气偶合方式跨接在二次电池上。而导电棒（23）则如图2虚线所示适合于另一卫星电池的充电插座（31），或如图7至图9所示适合于原电池（40）的插座（46），如以下对照图10所述那样使充电电流通过。
如上所述，头部嵌件应当如图2中实线和虚线配置所描绘、套在电池圆柱形壳体（11）的坡度部位（16）上并可转动整整90°。为了使其能够转动，此头部嵌件如图2和图3中虚线所示，被跨装在二根伸缩杆（26）的末端26a上。这两根杆子（26）接纳一根固定在头部嵌件内的销子（27）的两端，将头部嵌件以枢轴方式安装于杆子的末端（26a）上。头部嵌件（15）因此得以在图2和图5所示的两种情形之间至少整整旋转90°。为了容许这种枢轴式运动，头部嵌件15如图5和图6所示，在横跨邻接弧形面（18）和底面（20）的边缘之处（28）开有槽口以容许杆端（26a）如图5和图6所示越过其间而移动。如图2和图3所示，从圆柱形壳体基座（19）上伸展出来，用以安装头部嵌件（15）的轨条（26）则被安排得可缩入圆柱形壳体（11）内也可伸出其外。轨条（26）内侧端备有端头点止动器（26b）横伸于其间，如图3所示，防止此轨条穿过圆柱形壳体（11）的坡形部位基座（19）而被拉出开口（29）之外。头部嵌件（15）以枢轴方式安装于轨条（26）的末端（26a）上，使其得以从图1所示的埋藏状态拉到图2所示的状态并经90°的枢轴旋转而达到如图2虚线所示的状态。然后头部嵌件（15）可如图5所示，被放低而回到并重新连接于圆柱形壳体坡形部位的基座（19）上。在这种连接方式中，图2虚线所示的头部嵌件洞孔（30），各自接纳一个如图2和图3所示自基座（19）伸展出来的销子（21）。这样安排，装配于洞孔（30）中的销子（21）以电气方式偶合于导电棒（23）上。
由于头部嵌件（15）如图5所示被安装在圆柱形壳体（11）的坡形部位（16）的基座（19）上，导电棒（23）准备好接收一股流经其上的充电电流以供卫星电池的二次电池充电之用。导电棒（23）由两个最好用金属之类的导电材料分别制成且被一层也许是空气之类的绝缘体（24）材料隔开的独立导体组成。此导电棒（23）如以下所述被装配到一原充电电池（40）的充电电路内，亦可被装配到另一个卫星电池（10）内并由其来充电。为了接纳被装入另一卫星电池的导电棒（23），在该卫星电池（10）的侧面备有一如图2中虚线所示的插座开口（31）。插座（31）也示于图10的示意图中，用来将各卫星电池的二次电池或充电电池串联在一起以供同时从原电池充电之用，在这种充电结构方式中，正如以下对照图10所详述的，各卫星电池的各个正负极未被接在二次电池上。
图8显示本发明一种较佳的原电池兼充电器（40），以下简称原电池（40）。图7和图8分别显示此原电池（40）的结构，在图7中其被构成一觉的干电池的样子，而在图8中则被构成像再充电电池一样。此原电池（40），最好是美国专利第4622507号所示的一体化电池兼充电器经改进而如以下所述，能将卫星电池接在其充电电路内。此原电池含有一既可移动又可转动的旋转头（41），以使其或者成为附有一自其上伸出的正极或立柱（42）的干电池式结构，或者如图8所示，在被旋转并连接之后具有一对自其上向外伸展的导电插销（43）。这对插销（43）供连接到传统的电力插口内或连接到一被接到传统的110伏插口上的带插座头的电线上。如图9所示，有一根带插头（45）的电线（44）接纳这一对被装于此间的插销（43）。显然此电线（44）的另一端被插入传统式电力插口，使电流通过其间而进入原电池（40）和一偶合于其上的卫星电池或电池组（10），如以下将对照图10来讨论的那样。此一如上所述的较佳原电池（40），除了附有一个供接纳装配于卫星电池（10）内的上述导电棒（23）用的插座（46）外，与前面所提及的本人的美国专利所述相同。这种连接方式于原电池（40）充电期间提供一充电电流到卫星电池。这个卫星电池（10）也可如图9虚线所描绘，被连接到另一卫星电池上以提供充电作用。此充电功能将于以下参照图10来讨论。当上述美国专利第4622507号的一体化电池兼充电器经用插座（46）及其串联电力接线改进而成为较佳的原电池充电电路时，显然另一个被构成用以接纳导电棒（23）并将其充电电路接在导电棒（23）上的充电式电池或其他被构成以接在卫星电池（10）二次电池上的充电配置也可应用于本发明所揭示的范围内。
图10显示一如图5所示构成并以导电棒（23）自其间伸入一原电池（40）内的卫星电池（10）的示意图。所示原电池（40）被布置成一充电模式通过插销（43）来接收传统的110伏电流，与此同时，所示卫星电池（10）经由导电棒（23）电连接到原电池充电电路（49）内，如图所示，导电棒（23）适配于原电池插座（46）。实际上如上所述，附加的卫星电池（10）（如图9虚线所示）可通过将各自的导电棒（23）装入另一卫星电池插座（31）内而被串联起来。
在图10中，插销（43）被显示经由两个与头部（41）相接触位于洞孔或凹室（47）内而与充电电路49偶合的销子（47）来传送电能。显然，较佳的充电电路（49）在结构方面和功能方面均与上述美国专利第4622507号所示相同，而且包括一个串联于一个二极管电桥（53）和一个高电阻电阻器（51）之间的电容器（50），而电阻器（51）与一可变电阻器（52）并联以通住充电电路。所示充电电路（49）接在跨接在二次电池（54）上的分支点（53a）和（53b）上，以便将一交流电源转换为全波直流电。此二次电池（54）宜为一镍镉电池，其正极端接在与二极管电桥分支点（53b）之间的插座（46）内的卫星电池（10）上。所示插座（46）接纳被装于其内的导电棒（23），通过头部嵌件（15）内的孔（30）和自坡形部位基座上伸出的销子（21），将充电电路（49）串联到卫星电池二次电池上。如图10所示，导电棒（23）如此装到插座（46）内，一股充电电流会通过电线（56a）和（56b）而传到卫星电池二次电池（57）即镍镉蓄电池之上。二次电池（57）依次分别由导线（58a）和（58b）接至电极（59a）和（59b）之上。有一个电键座（60）如图所示被装在两电极（59a）和（59b）之间但通常并未接通。此电键座分别由一对弹簧接头（61a）和（61b）组成，当导电棒（23）被装入其间时这两个接点被挠曲而分开。
当卫星电池（10）如图1和图4所示构成时，导电棒（23）被置于电键座（60）的两弹簧接点（61a）和（61b）之间，将接点（61a）和（61b）接至电极（59a）和（59b），并分别经由连接线路（62a）和（62b）将二次电池（57）电偶合于电池的正极（14）和负极（12）上。这样安排，当导电棒（23）如图1所示被安置于图2所示的插座（25）中时，导电棒（23）则装在弹簧接点（61a）和（61b）之间并将它们分开。其实，当卫星电池如图10所示被构成充电模式时，弹簧接点（61a）和（61b）并未被导电棒（23）分开也未与柱（59a）和（59b）啮合。因此，此镍镉电池（57）未被跨接于电池的负极（12）和正极（14）上，防止有人在充电期间碰到此处而触电。
一种卫星电池的较佳配置方式已被显示并记述于此以供包容一体化电池兼充电器用。然而，显而可见将一充电电流供应到卫星电池或电池组的二次电池上的其他充电配置方式和电路也可在本发明所揭示的范围内被采用，所以，应该了解本发明仅通过实例加以揭示，而在不超出由下列权利要求范围所包括的内容及其合理的类似情况下可以作出各种改变或修改，而本人都将这些权利要求范围视为本人的发明。