技术领域
[0001] 本发明涉及一种端子结构，详细而言，涉及装填有充电电池的设备中的、分别与上述充电电池的正极端子和负极端子接触的正极侧接触端子和负极侧接触端子的端子结构。
相关背景技术
[0002] 通常采用能够充电的圆筒形充电电池作为各种设备的电源。
[0003] 对于通常的圆筒形充电电池而言，该充电电池的除了正极端子和负极端子的部分通过例如绝缘性的树脂薄膜等绝缘层覆盖以防止外部短路。此外，作为通用的圆筒形充电电池，能够列举碱性充电电池、锂离子充电电池等。
[0004] 在采用电池作为电源的电池驱动式设备中设置有保持圆筒形充电电池的电池室，在该电池室内装填有圆筒形充电电池。在电池室设置有与圆筒形充电电池的正极端子接触的正极侧接触端子以及与圆筒形充电电池的负极端子接触的负极侧接触端子。在电池室内，圆筒形充电电池以被正极侧接触端子和负极侧接触端子夹着的方式保持。此外，在该状态下，圆筒形充电电池放电以将电力供给至电池驱动式设备。
[0005] 在上述圆筒形充电电池被使用而容量降低的情况下，将该圆筒形充电电池从电池驱动式设备的电池室取出后，通过充电装置进行充电。在充电装置中设置有供圆筒形充电电池装填的充电区段。通过在上述充电区段装填圆筒形充电电池来进行充电作业。通过上述充电作业而变为充满电状态的圆筒形充电电池从充电区段取出，并且再次被放入作为对象的电池驱动式设备的电池室以用于驱动上述电池驱动式设备。这样，通过充电以重复使用圆筒形充电电池。
[0006] 在上述充电装置的充电区段设置有与圆筒形充电电池的正极端子接触的正极侧接触端子以及与圆筒形充电电池的负极端子接触的负极侧接触端子。在充电区段中，圆筒形充电电池以被正极侧接触端子和负极侧接触端子夹着的方式保持。此外，在该状态下，通过使电流流动以对圆筒形充电电池进行充电。
[0007] 此处，作为充电装置，例如已知一种对四个以下的较少数量的圆筒形充电电池进行充电的小型充电装置。该小型充电装置是通常作为家庭用使用的充电装置，设置有四个对一个圆筒形充电电池进行保持的充电区段。在各充电区段装填有圆筒形充电电池的充电装置通过连接电源进行充电。
[0008] 此外，在由于业务等原因要使用大量圆筒形充电电池的环境中，已知一种能够自动对大量的圆筒形充电电池进行连续充电的业务用自动充电装置。作为上述自动充电装置，例如，能够列举专利文献1所述的充电装置。业务用自动充电装置基本上具有：料斗，该料斗供大量的圆筒形充电电池(未充电状态)投入；桶，该桶使投入至料斗的圆筒形充电电池在自动充电装置内依次移动；充电区段，该充电区段将移动而来的圆筒形充电电池保持于规定位置并进行充电；以及电池槽，该电池槽供在充电区段完成充电的圆筒形充电电池(满电状态)排出。业务用自动充电装置构成为：若将容量降低的使用完毕的圆筒形充电电池投入料斗，则依次自动进行充电，并且将充满电的圆筒形充电电池积存于电池槽。
[0009] 在由于电池容量降低而很难驱动电池驱动式设备的情况下，工作人员从该电池驱动式设备取出容量降低的使用完毕的圆筒形充电电池，并且将该电池投入自动充电装置的料斗。此外，将积存于自动充电装置的电池槽的、完成充电的圆筒形充电电池取出，若将该圆筒形充电电池装填至电池驱动式设备，则能够再次驱动电池驱动式设备，从而能够马上恢复作业。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1：日本专利特表2015－524245号公报。
具体实施方式
[0055] 以下，参照附图对应用了本发明的端子结构1的自动充电装置10进行说明。
[0056] 自动充电装置10是自动对例如五号(日文：単三)尺寸的镍氢充电电池(以下，称为充电电池5)这样的未充电的圆筒形充电电池进行连续充电的装置。
[0057] 此处，如图1和图2所示，充电电池5包括圆筒状的主体部31、从主体部31的一端突出的正极端子34以及位于主体部31的另一端的负极端子36。
[0058] 主体部31包括：有底圆筒形状的外装罐30；盖板32，该盖板32将外装罐30的一端的开口封闭；以及绝缘层42，该绝缘层42由树脂薄膜形成，并且覆盖在从由盖板32封闭的外装罐30的一端的周缘部38经由外装罐30的周侧面到达外装罐30的另一端的周缘部40的范围内。另外，在外装罐30的内部收容有碱性电解液和电极组(未图示)。
[0059] 正极端子34是在盖板32的中央处以从盖板32的外表面突出的方式配置的扁平的圆柱状构件。
[0060] 负极端子36兼作外装罐30的底壁。详细而言，设置于外装罐30的底壁的中央部分且比周缘部40略微隆起的圆形的台状部被作为负极端子36使用。上述负极端子36的部分未被绝缘层42覆盖而露出。
[0061] 在该充电电池5中，如图3所示，将从主体部31的一端到另一端的长度设为主体部长度D1，将相当于从正极端子34的前端到负极端子36为止的长度的充电电池5的全长设为D2。
[0062] 接着，若对自动充电装置10的结构进行说明，则图4中的附图标记2是例如将面板等组合而构成箱形的自动充电装置10的主体(仅部分图示)。在该主体2的上侧设置有料斗3，在该料斗3的上部具有入口部3a，并且在该料斗3的下部具有横向的出口部3b。该料斗3形成为下述结构：若从料斗3的入口部3a投入未充电的充电电池5，则该料斗3能够一边将多个充电电池5整理成并排(一列)，一边向该料斗3的下端所具有的、带有细长开口的出口部3b依次引导上述多个充电电池5。
[0063] 在构成料斗3的下侧的主体2内的下部设置有用于收容充电完毕的充电电池5的电池槽9。电池槽9具有向上方开口的入口部9a。在上述电池槽9的入口部9a与料斗3的出口部3b之间设置有壳体11以内接于上述两者之间。在上述壳体11内收容有旋转驱动式的桶13。
[0064] 例如，如图5所示，桶13形成为在中心部具有旋转轴部13a的圆筒形的滚筒。上述桶13的旋转轴部13a与未图示的驱动马达(驱动源)的输出轴相连。桶13整体构造成藉由上述驱动马达的动作以旋转轴部13a为旋转中心沿箭头a所示的方向旋转。另外，在图5中，为了简化附图，桶13并未表示成图4所示的筒形的桶，而表示成实心的桶。
[0065] 在上述桶13的外周部，例如在规定的周向的范围内沿周向隔着规定的间隔排列地设置有多个槽部、例如四个槽部15。上述槽部15均具有下述结构：圆筒形充电电池(充电电池5)以稳定的姿势从料斗3的出口部3b一根一根地收容于该槽部15。
[0066] 进入槽部15的充电电池5由于桶13的旋转移位而被引导至配置于与料斗3相邻的位置的充电区段α。在充电区段α中，例如，在位于槽部15的两侧的主体2的第一内部壁50和第二内部壁51的规定位置设置有接触端子对17，该接触端子对17通过与充电电池5的正极端子34接触的正极侧接触端子52以及与充电电池5的负极端子36接触的负极侧接触端子54形成。上述接触端子对17例如设置有四个。在充电区段α中，桶13旋转移位以在各接触端子对17的部分分别装填充电电池5。此外，构造成一次性进行四根充电电池5的充电。充电结束后，通过桶13的旋转移位，槽部15从充电区段α到达电池槽9的入口部9a。也就是说，充电电池5被从充电区段α中的接触端子对17取下并且向电池槽9排出。通过进行如上所述的充电电池5的移动和充电，在电池槽9的部分逐渐积存处于充满电状态的充电电池5。
[0067] 在此，对充电区段α中的正极侧接触端子52和负极侧接触端子54的端子结构1进行说明。
[0068] 正极侧接触端子52通过金属制的薄板弯曲成规定形状而形成。详细而言，如图6和图7所示，在正极侧接触端子52中，薄板的基端部52a与第一基端连接部56连接，从该基端部52a到薄板的中间部分的范围构成有为了具备弹性而弯曲的弯曲部52b。在比上述弯曲部
52b靠前端的部分形成有与充电电池5的正极端子34接触的接触部52c。如图6和图7所示，上述接触部52c形成为三角形的形状。此外，上述三角形形状的接触部52c的一部分从设置于第一内部壁50的规定位置的第一贯穿孔58突出。进一步地，薄板中的比接触部52c靠前端处延伸有直线状的前端限位部52d。该前端限位部52d与第一内部壁50抵接，从而起到限制三角形形状的接触部52c以使该接触部52c不会进一步从第一贯穿孔58突出的作用。另外，第一基端连接部56与供给用于充电的电流的电源(未图示)电连接。
[0069] 负极侧接触端子54定位于与上述正极侧接触端子52相对的位置。该负极侧接触端子54通过金属制的薄板弯曲成与上述正极侧接触端子52左右对称的形状而形成。详细而言，如图6和图7所示，在负极侧接触端子54中，薄板的基端部54a与第二基端连接部62连接，从该基端部54a到薄板的中间部分的范围构成有为了具备弹性而弯曲的弯曲部54b。在比上述弯曲部54b靠前端的部分形成有与充电电池5的负极端子36接触的接触部54c。如图6和图7所示，上述接触部54c形成为三角形的形状。此外，上述三角形形状的接触部54c的一部分从设置于第二内部壁51的规定位置的第二贯穿孔64突出。进一步地，薄板中的比接触部54c靠前端处延伸有直线状的前端限位部54d。该前端限位部54d与第二内部壁51抵接，从而起到限制三角形形状的接触部54c以使该接触部54c不会进一步从第二贯穿孔64突出的作用。
另外，第二基端连接部62与供给用于充电的电流的电源(未图示)电连接。
[0070] 在此，将作为与充电电池5的正极端子34实际接触的部分的、正极侧接触端子52中的三角形形状的接触部52c的顶点60与作为与充电电池5的负极端子36实际接触的部分的、负极侧接触端子54中的三角形形状的接触部54c的顶点66之间的长度设为接触端子间长度。此外，如图6所示，将正极侧接触端子52与负极侧接触端子54之间未存在有充电电池5的状态下的接触端子间长度设为第一接触端子间长度T1，如图7所示，将正极侧接触端子52与充电电池5的正极端子34接触且负极侧接触端子54与充电电池5的负极端子36接触以夹住充电电池5的状态下的接触端子间长度设为第二接触端子间长度T2。
[0071] 此外，本发明的端子结构1满足下述关系：
[0072] D1
[0073] T1
[0074] 参照图5和图8(A)～图8(D)，对以满足上述关系的方式构成的端子结构1的作用进行说明。另外，为了便于理解上述关系，在图8(A)～图8(D)中，简化了正极侧接触端子52和负极侧接触端子54的形状，并且夸大地表示了充电电池5的形状。
[0075] 如图5所示，首先，假设在料斗3收容有未充电的多根五号尺寸的充电电池5。从上述状态开始使自动充电装置10运转。
[0076] 这样，桶13通过驱动马达开始旋转(沿箭头a方向)。若槽部15到达料斗3的出口部3b，则到达该地点的充电电池5从料斗3的出口部3b进入槽部15内。
[0077] 这样，在各槽部15仅收容有一根五号尺寸的充电电池5。此外，充电电池5依次朝向位于桶13的旋转方向前侧的充电区段α移动。此外，如图8(A)所示，充电电池5接近正极侧接触端子52和负极侧接触端子54的接触端子对17的部分。
[0078] 此外，若使充电电池5移动，则如图8(B)所示，充电电池5的正极端子34与正极侧接触端子52接触，充电电池5的负极端子36与负极侧接触端子54接触。此时，由于第一接触端子间长度T1的值设定成大于充电电池5的主体部长度D1且小于充电电池5的全长D2，因此，正极侧接触端子52与充电电池5的正极侧的端缘部70的接触受到抑制。由于满足D1
[0079] 此外，若充电电池5继续移动，则如图8(C)所示，形成充电电池5被夹在正极侧接触端子52的接触部52c与负极侧接触端子54的接触部54c之间的状态。此时，T2＝D2。由于T2大于T1，因此，正极侧接触端子52与负极侧接触端子54被向彼此远离的方向按压而发生弹性变形。由于上述弹性变形的反作用，在充电电池5作用有沿该充电电池5的轴线方向压缩的按压力，正极端子34受到来自正极侧接触端子52的按压力，负极端子36受到来自负极侧接触端子54的按压力，从而确保稳定的导通状态。在该状态下通过使电流流动来进行充电电池5的充电。
[0080] 若充电完成，则通过桶13的旋转移位，完成充电的充电电池5如图8(D)所示那样从充电区段中的正极侧接触端子52和负极侧接触端子54的接触端子对17的部分脱出。在这种情况下，由于第一接触端子间长度T1的值设定成大于充电电池5的主体部长度D1且小于充电电池5的全长D2，因此，正极侧接触端子52与充电电池5的正极侧的端缘部70的接触受到抑制，并且负极侧接触端子54与充电电池5的负极侧的端缘部72的接触也受到抑制。即使假定正极侧接触端子52与充电电池5的正极侧的端缘部70接触或者负极侧接触端子54与充电电池5的负极侧的端缘部72接触，也不会向充电电池5的正极侧的端缘部70以及负极侧的端缘部72施加较高的按压力。
[0081] 接着，完成充电的充电电池5到达电池槽9的入口部9a，并且从槽部15向电池槽9排出。由此，如图5所示，完成充电的充电电池5将依次收容并积存于电池槽9。由此，能够将充电电池5用于电池驱动式的设备。
[0082] 如上所述，根据本发明的端子结构1，当二次电池5进入正极侧接触端子52与负极侧接触端子54之间以及从上述正极侧接触端子52与负极侧接触端子54之间脱出时，能够避免在正极侧接触端子52和负极侧接触端子54将较高的按压力作用至充电电池5的正极侧和负极侧的端缘部70、72的状态下摩擦上述端缘部70、72。因此，能够抑制充电电池5的绝缘层42的破损，并且能够防止外部短路的发生。
[0083] 〔实施例〕
[0084] (实施例一)
[0085] 在上述自动充电装置10的充电区段α中，将第一接触端子间长度T1设为49.4mm，将充电电池5的主体部长度D1设为48.6mm，并且将充电电池5的全长D2设为50.2mm(第二接触端子间长度T2设为50.2mm)，从而形成了端子结构。
[0086] 准备二十个具有上述D1和D2尺寸的镍氢充电电池，并且使用上述自动充电装置10对该镍氢充电电池重复进行了500次的充电。
[0087] 在上述重复的充电作业后，观察了镍氢充电电池的端缘部，并且检查了绝缘层是否破损。其结果是，没有电池的绝缘层发生破损。
[0088] 根据上述结果可知，若采用本发明的端子结构，则能够在充电作业时防止电池的外部短路的发生。
[0089] (比较例一)
[0090] 除了将第一接触端子间长度T1设为47.8mm以外，与实施例一相同地形成端子结构，并且与实施例一相同地对镍氢充电电池进行了重复充电。
[0091] 在上述重复的充电作业后，观察了镍氢充电电池的端缘部，并且检查了绝缘层是否破损。其结果是，存在两个电池的绝缘层发生破损。
[0092] 根据上述结果可知，在采用比较例一的端子结构的情况下，在进行充电作业时可能发生电池的外部短路。
[0093] 另外，本发明不限定于上述实施方式和实施例，能够进行各种变形。本发明的端子结构不仅适用于自动充电装置，也可用于通常作为家庭用使用的小型充电装置。此外，本发明的端子结构不仅适用于充电装置，也能够适用于电池驱动式的电气设备的电池的保持部。
[0094] 此外，所使用的电池不限定于镍氢充电电池，可以是镍镉充电电池等碱性电池，或者也可以是锂离子充电电池。
[0095] (本发明的形态)
[0096] 本发明第一形态的端子结构是装填有圆筒形充电电池的设备中的、正极侧接触端子和负极侧接触端子的端子结构，该正极侧接触端子和负极侧接触端子分别与包括圆筒状的主体部、正极端子和负极端子的上述圆筒形充电电池的上述正极端子和上述负极端子接触，其中，上述主体部的表面通过绝缘层绝缘，上述正极端子从上述主体部的一端突出，上述负极端子位于上述主体部的另一端并露出，在该端子结构中，将上述主体部的长度设为D1，将相当于从上述正极端子的前端到上述负极端子为止的长度的上述圆筒形充电电池的全长设为D2，对于上述正极侧接触端子中接触上述正极端子的部分与上述负极侧接触端子中接触上述负极端子的部分之间的接触端子间长度而言，将在上述正极侧接触端子与上述负极侧接触端子之间未存在有上述圆筒形充电电池的情况下的接触端子间长度设为T1，并且将在上述正极侧接触端子与上述负极侧接触端子之间夹着上述圆筒形充电电池的情况下的接触端子间长度设为T2，在这种情况下，满足下述关系：
[0097] D1
[0098] T1
[0099] 在上述本发明的第一形态的基础上，在本发明第二形态的端子结构中，上述设备是使上述圆筒形充电电池充电的充电装置。
[0100] 在上述本发明的第二形态的基础上，在本发明第三形态的端子结构中，上述充电装置是自动充电装置，该自动充电装置包括：料斗，该料斗供多个上述圆筒形充电电池投入；充电区段，该充电区段对投入至上述料斗的上述圆筒形充电电池依次进行充电；电池槽，该电池槽供在上述充电区段处完成充电的上述圆筒形充电电池积存；以及桶，该桶将上述圆筒形充电电池从上述料斗经由上述充电区段引导至上述电池槽，上述正极侧接触端子和上述负极侧接触端子配置于上述充电区段。
[0101] 在上述本发明的第一形态的基础上，在本发明第四形态的端子结构中，上述设备是接收通过上述圆筒形充电电池的放电而产生的电力的供给的电池驱动式设备。
