专利名称：针对不正确的电池极性进行保护的制作方法
针对不正确的电池极性进行保护背景
由可更换或可充电电池供电的设备一般包括被构造成保持电池并与电池进行电 接触的一个或多个电池支架。在这些设备中，正确的电池安装通常通过使用指示对于正确 电极性的正确电池方向的书写或图形指示来实现。用户通常正确地遵循这些指示，但有时 图形可能难以看见，因为它们可能已经被直接浇铸到产品外壳中或作为产品外壳的一部分 来浇铸，或者指示可能被打印在小或难以阅读的标签上。结果，用户可能偶尔以颠倒的电极 性不正确地安装电池。以颠倒的极性安装电池可能导致电池问题和产品损坏。最好情况是产品可能仅仅 不工作。较差情况是电池可能架空并泄漏，这可能导致对电子产品的永久性破坏，并且还可 能导致安全问题。概述此处描述了具有双触点组件的电池支架的各实施例。一个公开的实施例包括具有 基座和弹簧双触点组件的电池支架，其中该弹簧双触点组件包括正触点和负触点，正触点 被构造成接触位于电池支架中的电池的正端子，且正端子面向弹簧双触点组件，而负触点 被构造成接触位于电池支架中的电池的负端子，且负端子面向弹簧双触点组件正触点和负 触点耦合到被构造成相对于彼此固定地保持正触点和负触点的绝缘体。此外，一个或多个 悬臂异形弹簧可相对于基座弹性移位地保持负触点、正触点和绝缘体。提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式
中进一步描述的一 些概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于 限定所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本发明的任一部分 中提及的任何或所有缺点的实现方式。附图简述
图1示出了根据本发明的一个实施例的并排双触点电池支架。图2示出了图1的实施例的非弹簧双触点组件和弹簧双触点组件的正触点和负触
点ο图3示出了图1的实施例的弹簧双触点组件的正视图。图4示出了图1的实施例的弹簧双触点组件的后视图。图5示出了图1的实施例的非弹簧双触点组件的正视图。图6示出了图1的实施例的非弹簧双触点组件的后视图。图7示出了根据本发明的弹簧双触点组件的另一实施例的正视图。图8示出了根据本发明的弹簧双触点组件的另一实施例的正视图。图9示出了根据本发明的非弹簧双触点组件的另一实施例。图10示出了各自包括两个非弹簧双触点组件的并排电池支架的一实施例。详细描述所公开的实施例提供基本上消除以颠倒的电极性的电池安装的电池支架，这表现 在该电池支架允许按替换构造安装电池，同时在任一构造中向其中利用电池支架的设备的电路提供正确的电极性。此外，所公开的各实施例可以易于制造，并且可以对难以精确制造 的部件允许相对宽松的容限。虽然此处描绘并描述了特定说明性电池支架，但可以理解，以 下各附图和描述是出于示例目的来阐述的，并且不旨在以任何方式进行限制。
图1示出了包括第一电池支架102和第二电池支架104的多电池支架100的实施 例，而图2示出了第一电池支架102的各导电部的视图。电池支架的各种结构和部件以下 在第一电池支架102(以下称为“电池支架102”)的上下文中描述，但可以理解，该描述还 适用于第二电池支架104。电池支架102包括安装到诸如印刷电路板等基座110的弹簧双 触点组件106和非弹簧双触点组件108。在一电池位于电池支架102中时存在的弹簧双触 点组件106的压缩构造在图1的实线中示出，而在没有电池位于电池支架102中时存在的 放松构造由虚线示出。
弹簧双触点组件106被构造成可相对于基座弹性移位以便对位于电池支架102中 的电池施加弹簧力。弹簧力通过多个悬臂异形弹簧112、114、116和118提供给弹簧双触点 组件106。由悬臂异形弹簧112、114、116和118针对安装在电池支架102中的电池而提供 的弹簧力帮助确保双触点组件106、108两者都保持与位于支架中的电池的电接触。此外， 该弹簧力还帮助防止电池从电池支架中滑出。由悬臂异形弹簧112、114、116和118施加的 弹簧力可通过对线规、线材和悬臂角度的选择来控制。对诸如112、114、116和118所示的悬臂异形弹簧的使用可提供胜于其它异形弹 簧设计的优点。例如，在电池支架中常常使用螺旋异形弹簧来确保与支架中的电池的良好 电连接并将电池保持在支架中。在普通的单触点电池接触组件的情况下，这一螺旋弹簧的 设计可以相对简单，因为空间约束可能相对较松。例如，普通电池支架中的螺旋弹簧可具有 1/4英寸或更多行程空间，以允许使用几何上相对宽松的弹簧设计。然而，在双触点组件的 情况下，正触点和负触点的邻近性可准许大约1/8英寸的较少的弹簧行程空间。即使在使 用非常轻的线规或非常易弯曲的材料的情况下，对于这样小的空间制造具有足够几何硬度 的螺旋弹簧也可能很困难。作为比较，制造利用单个弯折而非螺旋来提供弹簧力的悬臂弹 簧可允许用任何所需线材或线规来制造弹簧，由此增加制造选项。此外，制造悬臂弹簧还可 允许使用与螺旋弹簧相比较少的线材，由此降低材料成本。弹簧双触点组件的其它部件在 以下更详细地描述。继续图1，非弹簧双触点组件108包括将非弹簧双触点组件108耦合到基座110的 细长、成角的导线部120。对细长、成角的导线部120的使用允许基座110更小，并由此与利 用较大基座的其它构造相比可降低制造成本。虽然弹簧双触点组件106被示为从基座直接 向上延伸(参考图1所示的电池支架102的方向)而非弹簧双触点组件108被示为具有细 长、成角的导线部120，但可以理解，任一双触点组件可以按这些方式中的任一种耦合到基 座而不背离本发明的范围。图2示出了电池支架102的导电结构。在该图中，为清楚起见省略了分隔弹簧双 触点组件106和非弹簧双触点组件108中的触点的绝缘体。首先，可以看到，弹簧双触点组 件106包括两根连续导线。外导线200形成负触点202和悬臂弹簧112、14，而内导线204 形成正触点206和悬臂弹簧116、118。因此，提供弹簧力的悬臂弹簧112、114、116、118还将 电流传导至支架中的电池并传导来自电池的电流。同样，可以看到非弹簧双触点组件108也包括两根导线，其中外导线210形成负触点212而内导线形成正触点216。所描绘的实施例的内导线214不像其它导线那样与基座 110形成封闭的“U”形，而改为终止于开口端218，该开口端被构造成连接到以下描述的使 正触点和负触点保持分开的绝缘体上的互补结构。在其它实施例中，内导线214可具有封 闭的“U”形，其中该内导线在触点的两侧都连接到基座110。
在所描绘的实施例中，外导线210具有与非弹簧双触点组件108的内导线214不 同的规格。然而，在其它实施例中，非弹簧双触点组件108的外导线210和内导线214可具 有相同的规格。同样，弹簧双触点组件106的外导线200和内导线204被描绘为具有相同 规格，但在其它实施例中可具有不同的规格，这取决于所需机械和电特性。在图2中，可以看到，电池支架102的导线200、204、210和214中的每一根都具有 公平地隔开的弯折，并且与螺旋弹簧相比相对较少地弯曲。例如，弹簧双触点组件106的外 导线200包括用于形成悬臂弹簧112、114的一组弹簧弯折、用于使负触点202偏离正触点 以使得适当地定位触点以便只连接到预期电池触点的一组偏离导线弯折220、222、以及用 于以在接触负电池端子的同时避免与正电池端子接触的方式形成负触点的较大半径弯折 24。其它导线具有类似的少量弯折。相对于诸如某些螺旋弹簧设计等更复杂的弹簧设计，对较少数量的导线弯折和/ 或较低程度的弯曲的使用可便于制造，并由此可降低制造成本。此外，如下所述，所描绘的 导线被构造成仅通过将导线卡合到在绝缘体上形成的结构中来连接到该绝缘体。这允许避 免诸如对绝缘体上的结构周围的导线进行热铆接、紧固、弯曲或压接等制造步骤，并由此还 可帮助降低制造成本。图3和4更详细地示出了弹簧双触点组件106。如上所述，正触点206和负触点 202由两个触点都连接到的绝缘体300来分隔开。绝缘体300被构造成相对于彼此固定地 保持正触点206和负触点202以防止正触点206和负触点202接触。此外，这些图示出了 绝缘体300上的使外导线200和内导线204能够卡合到绝缘体300上的各种结构。这些结 构可统称为“机械保持接口”。首先考虑外导线200，绝缘体300包括该绝缘体的每一侧上 的突部302和304，外导线与弯折220、222相邻地装配在这两个突部之间。外导线200可仅 通过将外导线200的两侧拉开足够远以便将绝缘体300装配在外导线200的两侧之间，并 且然后松开外导线以允许该导线的两侧卡合到突部302和304中的位置中，来卡合到这些 突部中。绝缘体300还包括被构造成配合形成负触点202的弯折224的曲率的内边缘306。 应当理解，还可利用包括但不限于以下参考图5-7描述的保持部件的其它部件来为机械保 持接口提供额外的坚固性。绝缘体300的机械保持接口还包括被构造成接合内导线204的一对内突部308、 309。内导线204可仅通过将内导线204的两侧挤压在一起，将内导线插入到绝缘体300中 的适当位置中，并且然后松开内导线204的两侧以允许该内导线卡合到突部308、309下方 位置来联接到突部308、309。绝缘体300的机械保持接口可包括附加结构以使得能够将绝缘体300安全地连 接到外导线200和内导线204。首先参考图3，绝缘体300包括正触点206位于其中的凹 槽310。凹槽310包括在该凹槽的一侧形成的开口 312，内导线204的远环形式的触点保持 部314延伸到该开口中。接着参考图4，绝缘体300包括保持部件400，内导线204的保持 部314围绕该保持部件延伸。所描绘的实施例中的保持部件400包括正触点206的保持部314位于其中的具有成形周界的绝缘体的凸起部。正触点的保持部314可以仅通过将保持 部314足够远地插入开口 312中以使得保持部314环绕并卡合在保持部件400的上方来连 接到保持部件400。应当理解，所描绘的保持方案是出于示例的目的而示出的，并且可以使 用任何其它合适的保持方案而不背离本发明的范围。弹簧双触点组件106的机械保持接口的上述结构中的每一个的组合帮助以低成 本、易组装的方式将绝缘体300牢固地保持在负触点202和正触点206上的适当位置。此 夕卜，可以更容易地以比金属线弯折更严格的容限来制造精确塑料结构。因此，绝缘体300上 的机械保持接口结构可被设计成接受在相对较宽的容限范围的导线构造。这还可帮助通过 允许使用较低精度的弯曲工艺来形成外导线200和内导线204来简化制造。接着，图5和6详细地示出了非弹簧双触点组件108。如同弹簧双触点组件106 — 样，该非弹簧双触点组件包括将正触点216和负触点212分隔开并在相对于彼此的固定位 置保持这两个触点的绝缘体500。此外，绝缘体500还包括机械保持接口，该机械保持接口 具有被构造成允许绝缘体500以简单、卡合的方式附连到正触点216和负触点212的结构。 首先考虑外导线210，绝缘体500包括具有开口 504、505的突部502、503，可通过将外导线 210的每一侧拉开，适当地定位绝缘体500，并且然后松开外导线210的两侧来将外导线210 插入穿过这两个开口。这允许外导线210穿过开口 504、505且在突部502、503之下卡合。 外导线210包括s形弯折506、508，这两个弯折帮助将外导线210保持在突部502、503之 下，相对于正触点216偏移负触点212以使得对于电池支架中的电池适当地定位触点。此 夕卜，绝缘体500还包括接合外导线210的远环形式的保持部件512的突部510形式的附加 保持部件。在所描绘的实施例中，外导线210从负触点212的平面弯曲以接合突部502、503 和510，并因此不在突出位置接触电池。然而，由于相对较小数量和大小的突部，在负触点 212和位于电池支架中的电池之间存在相对较大的接触区域，从而帮助确保电池和负触点 212之间的良好的电接触。继续图5和6，绝缘体500还包括其后保持正触点216的两侧的一对内突部520、 521。该正触点可以通过将正触点216的两侧挤压在一起，相对于绝缘体适当地定位正触点 216，并且然后松开该正触点的两侧以允许该正触点卡合在突部520、521之下来安装在突 部520、521之后。此外，绝缘体500还包括一开口，该开口的位置在522处指示，正触点216 的环在该开口中延伸以将正触点216固定至该绝缘体。在某些实施例中，诸如图4中的400 所示的保持部件可位于开口 522中，而其它实施例可省略这一部件。非弹簧双触点组件108的机械保持接口的上述结构中的每一个的组合允许简单 地、卡合在一起地组装该双触点组件108。此外，因为精确塑料结构可以比精确金属线弯折 更容易制造，所以绝缘体500上的机械保持接口结构可被设计成接受相对较宽的容限范围 内的导线构造。这可允许使用较低精度的弯曲工艺来形成外导线210和内导线214，以节约 成本。图7示出了弹簧双触点组件700的 另一实施例。弹簧双触点组件700包括由冲压 金属等制造的大致扁平的正触点702和大致扁平的负触点704。经由形成正触点702和负 触点704的金属片中的弯折来提供弹簧力。弹簧双触点组件700还包括设置在正触点702 和负触点704之间的绝缘体706。绝缘体706包括容纳正触点702并帮助提供正触点702和负触点704之间的所需偏移的凹槽708。此外，绝缘体706还可包括在凹槽708的一侧形 成的一个或多个开口。在所描绘的实施例中示出了三个开口 710、712、714，但可以理解，可 以提供任何合适数量的开口。开口 710、712、714容纳从正触点702的边缘延伸以将正触点 702保持在凹槽708内的三个互补保持部720、722、724，如舌片、突片、杆、销或任何其它合 适的结构。这允许通过将正触点702卡合到开口 710、712、714中来将该正触点安装在凹槽 708中，并由此可帮助避免额外的制造步骤，诸如在绝缘体上的突部周围的正触点上进行热 铆接，弯曲金属翼部等。虽然负触点704被示为经由热钉730保持到绝缘体，但可以理解， 还可以通过适当地设计负触点704和绝缘体706来为负触点704提供类似的卡合部件。在 所描绘的实施例中，每一个保持部都被设置在正触点702的不同侧上。然而，可以理解，这 些保持部可具有任何其它合适的构造。此外，在还有一些其它实施例中，绝缘体706可包括 被构造成以与上述方式类似的方式延伸至正触点702和负触点704上开口中的突部。在某些实施例中，正触点702的一个或多个保持部720、722、724可包括被构造成 接合设置在适当的开口 710、712、714内的保持件742的开口 740。这可帮助增加绝缘体706 的正触点702的连接的坚固性。此外，在其中需要更坚固的连 接的某些实施例中，可结合用 于将正触点牢固地保持到绝缘体706的一个或多个热钉(未示出)来使用图7所示的保持 部/开口构造。在这一实施例中，保持部/开口构造可以为设计提供相对于只使用热钉的 额外的坚固性。此外，如图8所示，负触点800还可包括被构造成延伸到绝缘体810上的开口 806、 808中的保持部802、804。在所描绘的实施例中，绝缘体810包括延伸超过保持部802、804 并在其上方以容纳保持部802、804的延伸部812、814。然而，可以理解，绝缘体810可包括 用于容纳保持部802、804的任何其它合适的结构。此外，虽然两个保持部802、804被描绘 为位于负触点800的侧部上，但可以理解，任何合适数量的保持部可以位于负触点上的任 何合适的位置。继续附图，图9示出了具有大致扁平的正触点902和大致扁平的负触点904的非 弹簧双触点组件900的一实施例。如上所述，正触点902和负触点904各自可由诸如冲压 金属等材料制造。非弹簧双触点组件900还包括设置在正触点902和负触点904之间的绝 缘体906。与图7和8的实施例相反，非弹簧双触点组件900在正触点902和负触点904中 不具有提供弹簧力的弯折。绝缘体906包括容纳正触点902并帮助提供正触点902和负触 点904之间的所需偏移的凹槽908。此外，绝缘体906还包括在凹槽908的一侧形成的一个或多个开口。在所描绘的 实施例中示出了三个开口 910、912、914，但可以理解，可以提供任何合适数量的开口。开口 910、912、914容纳从正触点902的边缘延伸以将正触点902保持在凹槽908内的三个互补 保持部，如舌片、突片、杆、销或任何其它合适的结构。这允许通过将正触点902卡合到开口 910、912、914中来将该正触点安装在凹槽908中，并由此可帮助避免额外的制造步骤，诸如 在绝缘体上的突部周围的正触点上进行热铆接，弯曲金属翼部等。虽然负触点904被示为 经由热钉940保持到绝缘体，但可以理解，还可以通过适当地设计负触点904和绝缘体906 来为负触点904提供类似的卡合部件。在所描绘的实施例中，每一个保持部都被设置在正 触点902的不同侧上。然而，可以理解，这些保持部可具有任何其它合适的构造。此处所描述的各实施例包括一个弹簧双触点组件和一个非弹簧双触点组件。然而，电池支架的其它实施例可包括两个弹簧双触点组件，或者两个非弹簧双触点组件。例 如，参考图1，具有两个弹簧双触点组件的实施例可以用弹簧双触点组件106替换非弹簧双 触点组件108以使得该电池支架具有面对面的弹簧双触点组件106。同样，可以在电池支架 中利用具有两个弹簧双触点组件的图7或8的实施例。
电池支架还可包括两个非弹簧双触点组件。图10示出了包括两个非弹簧双触点 组件的电池支架1000的示例。在该实施例中，一个非弹簧双触点组件1002包括耦合到基 座1004的具有相对较短的导线部分1006的导线触点组件，而另一非弹簧双触点组件1008 包括耦合到基座1004的具有细长、成角的导线部分1010的导线触点组件。这可允许相对 于使用具有到基座1004的较短连接的两个非弹簧双触点组件减小基座的大小。在其它实 施例中，每一个触点都具有到基座1004的类似连接，或者较短或者较长。可以理解，图10 的实施例的特定构造是出于示例的目的而示出的，且不旨在以任何方式进行限制。应该理解，此处所述的配置和/或方法在本质上示例性的，且这些具体实施例或 示例不是局限性的，因为众多变体是可能。本发明的主题包括各种过程、系统和配置的所有 新颖和非显而易见的组合和子组合、和此处所公开的其它特征、功能、动作、和/或特性、以 及其任何和全部等效物。
权利要求
一种电池支架，包括基座；以及耦合到所述基座的弹簧双触点组件，所述弹簧双触点组件包括正触点，其被构造成接触位于所述电池支架中的电池的正端子，所述正端子面向所述弹簧双触点组件；负触点，其被构造成接触位于所述电池支架中的电池的负端子，所述负端子面向所述弹簧双触点组件；绝缘体，其耦合到所述正触点和所述负触点并被构造成相对于彼此固定地保持所述正触点和所述负触点；以及一个或多个悬臂异形弹簧，其可相对于所述基座弹性移位地保持所述负触点、所述正触点和所述绝缘体。
2.如权利要求1所述的电池支架，其特征在于，还包括多个悬臂异形弹簧，并且其中每 一个悬臂弹簧都由还形成所述正触点和所述负触点中的一个的连续导线形成。
3.如权利要求1所述的电池支架，其特征在于，所述负触点包括导线触点。
4.如权利要求3所述的电池支架，其特征在于，所述负触点经由偏移导线弯折与所述 绝缘体上的机械保持接口相接口。
5.如权利要求4所述的电池支架，其特征在于，所述绝缘体上的机械保持接口包括被 构造成与所述偏移导线弯折相邻地延伸越过所述负触点的一个或多个突部。
6.如权利要求1所述的电池支架，其特征在于，所述正触点是导线触点并包括延伸穿 过所述绝缘体中的开口并接合所述绝缘体上的保持部件的保持部。
7.如权利要求1所述的电池支架，其特征在于，还包括非弹簧双触点组件，并且其中所 述弹簧双触点组件和所述非弹簧双触点组件中的一个或多个包括连接到所述基座的细长、 成角的导线部分。
8.如权利要求7所述的电池支架，其特征在于，所述非弹簧双触点组件包括正导线触 点和负导线触点。
9.一种具有双触点组件的电池支架，所述双触点组件包括大致扁平的正触点；大致扁平的负触点；从所述正触点和所述负触点中的一个的一侧延伸的触点保持部；以及绝缘体，其设置在所述正触点和所述负触点之间并包括所述保持部延伸到其中的开
10.如权利要求9所述的电池支架，其特征在于，所述保持部从所述正触点的一侧延 伸，其中所述绝缘体包括其中设置所述正触点的凹槽，并且其中所述凹槽包括所述保持部 延伸到其中的、在所述凹槽的一侧形成的开口。
11.如权利要求10所述的电池支架，其特征在于，所述正触点包括从电池触点表面的 平面中的电池接触表面延伸的多个保持部，并且其中所述绝缘体包括所述多个保持部延伸 到其中的多个开口。
12.如权利要求9所述的电池支架，其特征在于，所述保持部从所述负触点的一侧延伸。
13.如权利要求9所述的电池支架，其特征在于，所述保持部包括被构造成接合所述绝 缘体上的保持部件的开口。
14.一种电池支架，包括基座；耦合到所述基座的第一非弹簧双触点组件；以及耦合到所述基座的第二非弹簧双触点组件，所述第一非弹簧双触点组件和所述第二非 弹簧双触点组件各自包括被构造成接触电池的正端子的正触点；被构造成接触电池的负端子的负触点；以及绝缘体，其耦合到所述正触点和所述负触点并被构造成相对于彼此固定地保持所述正 触点和所述负触点。
15.如权利要求14所述的电池支架，其特征在于，所述第一非弹簧双触点组件和所述 第二非弹簧双触点组件中的一个或多个包括导线触点。
16.如权利要求14所述的电池支架，其特征在于，所述第一非弹簧双触点组件和所述 第二非弹簧双触点组件中的一个或多个包括冲压金属触点。
17.如权利要求14所述的电池支架，其特征在于，在所述第一非弹簧双触点组件和所 述第二非弹簧双触点组件中的一个或多个上，所述绝缘体包括所述正触点上的保持部件延 伸到其中的开口。
18.如权利要求17所述的电池支架，其特征在于，在所述第一非弹簧双触点组件和所 述第二非弹簧双触点组件中的一个或多个上，所述绝缘体包括所述正触点上的多个保持部 件延伸到其中的多个开口。
19.如权利要求14所述的电池支架，其特征在于，所述第一非弹簧双触点组件和所述 第二非弹簧双触点组件中的一个或多个经由细长、成角的导线部分耦合到所述基座。
20.如权利要求14所述的电池支架，其特征在于，在所述第一非弹簧双触点组件和所 述第二非弹簧双触点组件中的一个或多个上，所述负触点包括延伸到所述绝缘体上的开口 中的保持部。
全文摘要
公开了具有双触点组件的电池支架的各实施例。一个实施例包括具有基座和弹簧双触点组件的电池支架，其中该弹簧双触点组件包括正触点和负触点，正触点被构造成接触位于电池支架中的电池的正端子，且正端子面向弹簧双触点组件，而负触点被构造成接触位于电池支架中的电池的负端子，且负端子面向弹簧双触点组件。正触点和负触点耦合到被构造成相对于彼此固定地保持正触点和负触点的绝缘体。此外，一个或多个悬臂异形弹簧可相对于基座弹性移位地保持负触点、正触点和绝缘体。
文档编号H01M2/10GK101861664SQ200880116401
公开日2010年10月13日 申请日期2008年10月29日 优先权日2007年11月16日
发明者G·C·拉森 申请人:微软公司