专利名称：带闭锁机构的可移除电池组的制作方法
技术领域：
本公开内容基本上涉及可移除电池组，并且尤其涉及一种具有改进的闭锁机构 的可移除电池组。尤其对于一个实施例而言，具有改进的闭锁机构的电池组可移除地设 置在清洁电器中，其具有用于对其供电的抽吸马达叶轮组件(例如粘贴类型或手持便携 式真空吸尘器)。虽然本公开内容将描述尤其与抽吸力吸尘器相关连的可移除电池组，但 是应当意识到，本文所述的主题具有更广泛的应用，并且可以有利地应用于相关环境和 应用中(例如用于其它供电设备中，包括动力工具、无线电、动力喷雾器或同类)。
背景技术：
已经以各种结构提供了可移除电池组，用于无数用电产品中。正如可以预期的 是，存在许多不同类型的电池闭锁机构，用于将可移除电池组固定至它们的各个电动设 备。至少其中一些被要求能够易于移除和安装电池组。这些是在涉及特殊电池组设计和 /或接收并由电池组供能的特殊动力设备中的竞争性考虑。另一竞争性考虑是持续地需要 以更低的成本提供电池组以及由其供能的设备，而不降低用电设备在使用电池组以及其 一个电动的设备(或多个电动设备)中的消费者经验。已经非常关注对特定种类的用电产品的可移除电池组的设计。例如，本领域中 充满了许多用于动力工具(例如，无线钻和锯)的许多可移除电池组设计和结构。类 似地，已经非常关注用于更精密复杂的电子设备的可移除电池组，诸如计算机、便携式 DVD播放器等。然而，几乎对用于其它类型的普通用电设备的可移除电池组相对很少关 注。作为替代，例如，用于这些其它类型的用电设备的闭锁机构看似已经不仅仅是事后 产生的想法。通常，对于这些设备，几乎没有关注对电池组闭锁机构的设计，其提供了 将电池组正确地固定至电池组所供能的用电设备上，同时确保电池组易于连接至用电设 备和与其脱离。
发明内容
根据本公开内容的一方面，提供了一种可移除电池包或组。更特别地根据这方 面，可移除电池组包括外壳，以及设置在外壳中并且电连接至电连接部件的一枚或多枚 电池。用户接触点可移动地安装在外壳上，用于与杆可移动地协作。适当地，控制杆可 以枢轴地安装至外壳上，或者按钮或扭杆可以可移动地安装至外壳。诸如推杆的杆可移 动地安装至外壳。推杆适于由用户接触点而轴向移动。诸如插销的啮合部件可移动地安 装至外壳。当推杆由控制杆或按钮轴向移动或由扭杆轴向扭曲时，该部件适于由推杆在 闭锁位置和未闭锁位置之间移动。如果需要，可以由偏压元件驱使插销朝向闭锁位置， 并且可能需要由推杆产生的轴向移动以迫使插销朝向未闭锁位置，克服偏压机构的驱使 力。在一个结构中，推杆的轴向移动可能沿着第一轴发生，而插销在闭锁位置和未 闭锁位置之间的移动可以沿着第二轴发生。在一个实施例中，第二轴可以定向相对于第
4一轴大致垂直。如果需要，可以在推杆和插销之间提供锥形啮合，以将推杆沿着第一轴 的移动转换成插销沿着第二轴的移动。在一个实施例中，推杆可以在第一或缩回位置和第二或突出位置之间移动。推 杆从第一缩回位置移动至第二突出位置可以将插销从闭锁位置移动至未闭锁位置。在第 二突出位置中，推杆可以从外壳延伸，用于使得外壳从相关连设备上射出，其中外壳接 收在相关连设备中用于对其供能。如果需要，可以借助于偏压元件而驱使推杆朝向第一 缩回位置。同样，如果需要，从其上推杆可以射出外壳的相关连设备可以是真空吸尘 器，并且可以使用包含在外壳中的多枚电池之一以对真空吸尘器供能。在任意前述结构或不同结构中，可以相对于控制杆与外壳的枢轴连接点的控制 杆的远端推动以轴向地向下驱动推杆，以将推销从闭锁位置向内移动进入外壳至未闭锁 位置。根据本公开内容的另一方面，提供了一种具有可移除电池组的真空吸尘器。更 特别地，根据该方面，真空吸尘器包括具有抽吸入口的外壳。抽吸源设置在真空吸尘器 外壳内，用于在抽吸入口形成抽吸源。电池组外壳可移除地安装在真空吸尘器外壳内。 一枚或多枚电池设置在电池组外壳中，用于对抽吸源供能。闭锁机构包括枢轴地安装至 电池组外壳的控制杆，可移动地安装至电池组外壳以便于可由控制杆轴向移动的推杆， 以及插销，其被驱使至闭锁位置，其中插销将电池组锁定至真空吸尘器外壳。推杆和插 销之间的啮合使得当推杆充分轴向移动时插销从闭锁位置移动至未闭锁位置。在一个结构中，控制杆的完整撞击可以使得推杆将插销移动至未闭锁位置，并 且从电池组外壳突出以将电池组外壳从真空吸尘器外壳射出。根据本公开内容的又一方面，提供了一种用于动力设备的可移除电池组。更特 别地，根据该方面，可移除电池组包括电池组外壳，其可移除地安装在动力设备内，用 于对其提供电力。闭锁机构包括枢轴地安装至电池组外壳的控制杆。推杆可移动地安装 在电池组外壳，以便于在控制杆撞击之后可从第一位置轴向移动至第二位置。当处于闭 锁位置时，插销将电池组锁定在动力设备中。插销可从闭锁位置移动至未闭锁位置，允 许在推杆从第一位置轴向移动至第二位置时可从动力设备移除电池组外壳。在一个结构中，当处于第二位置时，推杆可以从电池组外壳突出。在该结构 中，推杆从第一位置移动至第二位置有助于将电池组从动力设备射出。根据本公开内容的又一方面，提供了一个从动力设备移除电池组的方法。更特 别地，根据该方面，拖拉或敲击枢轴地安装在电池组上的控制杆。可滑动地设置在电池 组上的推杆轴向地推进。由于控制杆和推杆之间的机械连接，推拉控制杆使得轴向推进 推杆。可滑动地设置在电池组上的插销缩回，以从动力设备上释放电池组。特别地，由 于插销和推杆之间的机械设置，推杆推进使得插销缩回。在一个结构中，通过在轴向推 进之后推杆从电池组上突出，而协助电池组从动力设备上射出。
图IA是具有释放控制杆的可移除电池组的透视图，释放控制杆示为处于启动或 拉拔位置。图IB是图1的可移除电池组的另一透视图，示出了插销处于缩回或未闭锁位置，而推杆处于延伸或突出位置。图2是就位于再充电底座的可移除电池组的透视图。图3A是具有接收电池组的插座的真空吸尘器的透视图。图3B是真空吸尘器的正视图，其具有可移除地设置在插座中的电池组，用于对 真空吸尘器供电。图4是电池组的侧视示意图。图5是电池组的端视示意图。图6是图5中所示的电池组的放大局部横截面视图，示出了弹簧偏压的推杆和弹 簧偏压的插销之间的接合。图7A是可移除电池组的下侧透视图，示出了插销处于锁定或闭锁位置，而推杆 处于缩回位置。图7B是可移除电池组的局部下侧透视图，示出了插销处于缩回位置，而推杆处 于突出位置。图8A是电池组的透视图，示为移除了第一盖，以示出推杆的纵向范围和装载于 电池组中的电池。图8B是电池组的另一透视图，示为移除了第二相对盖，第一和第二盖一同形成 电池组的外壳。图9A是电池组的放大局部透视图，示为移除了第一盖，以示出控制杆处于正常 休息位置，而推杆处于缩回位置。图9B是电池组的放大局部透视图，示为移除了第一盖，以示出控制杆处于拖拉 位置，这使得推杆处于突出位置。图10是手持便携式抽吸吸尘器的透视图，其中可移除电池处于电池接收开口和槽中。图11是图10的手持便携式抽吸吸尘器的后视图，其中可移除电池处于电池接收 开口和槽中。
具体实施例方式在说明书中除非特别指出，以及说明书和权利要求中所述的所有表达尺寸数 量、物理特性的数字等应当理解为由术语“约”而在所有情况中加以修改。因此，除 非相反地指出，下列说明书和权利要求中所示的数值可以根据本公开内容中寻求以获得 的所需属性而改变。丝毫不尝试限制对权利要求范围的等效原理的应用，每个数值应当 至少理解为根据所报告的显著数字的数量，并且通过施加普通舍入技术。而且，本文所 公开的所有范围应当理解为包括起始和结束范围值，以及任何和所有包含于其中的子范 围。例如，“1至10”的所述范围应当认为包括在最小值1和最大值10之间(包含端 值)的任何和所有子范围；即，以最小值1以上开始的并且以最大值10或以下结束的所 有子范围，例如，5.5至10。同样如本文所使用的，关于位置的空间或方向术语，诸如
“左”、“右”、“内部”、“外部”、“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”、 “上方”、“上”、“侧部”、“前”、“后”等具有它们标准的字典的含义。现在参考附图，其中视图仅是为了示出本公开内容的一个或多个典型实施例，图IA和IB示出了用于动力设备的可移除电池组10。电池组10包括外壳12和设置在外 壳12中的一枚或多枚电池14 (图8A)。外壳12可以包括第一壳或部件12a以及第二壳 或部件12b，其中部件12a、12b由合适的紧固件12c(例如螺钉)固定在一起。正如本领 域技术人员在阅读本公开内容之后将理解和意识到的，控制杆16枢轴地安装至外壳12， 用于允许从动力设备移除电池组10，其中电池组10接收在动力设备中用于对其供电。尤其，正如下文将更详细描述的，控制杆16的一端18相对于控制杆16与外壳 12的枢轴连接点20间隔开(参见图8A-9B)其可拖拉以将电池组10从其接收于其中的 动力设备松开，和/或使得电池组10从其接收于其中的所述设备射出。控制杆16可以 具有围绕枢轴点20的移动角，其从大于一度至小于180度，并且更合适地从5至小于90 度。如图所示，控制杆16的端部18可以形成为邻接凹窝22的凸起部分，该端部18的 凸起形成以及凹窝22的尺寸适于接收用户手指，用于枢轴地升起控制杆16，尤其升起其 端部18。正如本领域技术人员已知和理解的，电池组10可以包括合适的正负终端连接， 用于将电池组10、尤其将其一枚或多枚电池14电连接至动力设备的合适电部件。在一个 设置中，正如图4和5中所示的，电连接部件24、26可以从电池组外壳12的底侧28延 伸，并且提供在邻接外壳12的支撑结构30之处，用于对终端连接部件24、26提供结构 保护。作为选择地，如图7A和7B所示，终端电连接部件可以通过界面36提供，其稍 凹入外壳12中，并且由此得到结构的保护或支撑。参考图2，可移除电池组10可以接收 在充电底座32中，用于对电池组10的一枚或多枚电池14充电。充电底座32可以构建 为本领域技术人员熟知的，以便于通过常规电源线34接收电力，并将其转换成将由一枚 或多枚电池14接收和存储的合适DC电力，用于随后对动力设备供电。可移除电池组10可以用于各种动力设备，其配置以接收电池组10并且从其接收 电力。例如，参考图3A、3B、10和11，电池组10可以与动力设备连同使用，诸如电动 清洁设备，诸如真空吸尘器40。正如常规地，真空吸尘器40包括具有抽吸入口 44的真 空吸尘器外壳42。抽吸源(未示出)设置在真空吸尘器外壳42中，用于在抽吸入口 44 处形成真空源，正如本领域普通技术人员已知和理解的。图3A和3B所示的实施例的真 空吸尘器40是粘贴性真空吸尘器，其中外壳42包括设置在下端处的喷嘴底部部分48，枢 轴地连接至细长手柄部分50。喷嘴部分48包括限定于其中的抽吸入口 44，并且手柄部 分50可以容纳形成抽吸源的电机/叶轮组件。对于如图10和11中所示的手持真空吸尘 器，手柄50集成在单元内，但是具有喷嘴入口 44的喷嘴48、抽吸叶轮组件和可移除电池 10可以设置在主体或外壳42中。电池组10可移除地安装在真空吸尘器40或安装到真空吸尘器40中。换句话 说，电池组10可以安装在喷嘴底座48或手柄部分50中。图3A中的底托可处于开口和 槽52中，如图3B中所示。设置在电池组外壳12中的一枚或多枚电池14可以用于对真 空吸尘器40的抽吸源供电。当一枚或多枚电池14已经损失了一些或所有电荷时，电池 组10可以从真空吸尘器40中移除，并且安装在充电底座32上，用于对一枚或多枚电池 14充电。现在参考图4-9B，电池组10可以包括闭锁机构，其包括枢轴地安装在电池组外 壳12的控制杆16、可移动地安装在电池组外壳12的推杆62以及可移动地安装至电池组外壳12的插销64。正如下文将更详细讨论地，推杆62适于由控制杆16轴向移动，而 插销64适于在推杆由控制杆16轴向移动时从由推杆62从闭锁位置径向移动至未闭锁位 置。在闭锁位置，插销64可以将电池组10锁定在其动力设备(例如，真空吸尘器40)。插销64可从其闭锁位置(图9A)移动至其未闭锁位置(图9B)，允许当推杆62 从第一位置轴向移动至第二位置时，从其动力设备上移除电池组外壳12。尤其，在撞击 控制杆16(S卩，完全提升控制杆16的端部18)时，推杆62可以从其第一位置移动至其第 二位置。特别参考图9A和9B，控制杆16的提升端部18使得控制杆16围绕枢轴连接点 20枢转。这依次使得控制杆端部56指向下方，接触推杆62的上端58，并且由此轴向向 下地驱动推杆。在一个实施例中(图8A、8B)，控制杆16可以包括从端部18下垂的支 柱74。支柱74与外壳12协作以限制控制杆16的撞击。如图6中最佳所示，可以驱使插销64至其闭锁位置，其中插销64将电池组10 锁定在其动力设备中(例如，真空吸尘器40或真空吸尘器外壳42)。特别地，由偏压元 件、诸如弹簧66驱使插销64朝向闭锁位置。然而，推杆64的轴向移动可以通过克服偏 压元件66的迫使力而迫使插销64朝向其未闭锁位置。尤其，推杆62和插销64之间的 啮合可以当推杆64由控制杆16充分轴向移动(即，完全撞击)时，使得插销64从闭锁 位置(图7A中所示)移动至未闭锁位置(图7B中所示)。如所示实施例中所示，推杆62的轴向移动沿着第一轴发生，而插销64在闭锁位 置和未闭锁位置之间的移动沿着第二轴发生。第二轴可以相对于第一轴定向为大致上垂 直。如图6中最佳所示，推杆62和插销64之间的啮合可以是锥形啮合，其将推杆62沿 着第一轴的移动转换成插销64沿着第二轴的移动。为了形成该锥形啮合，推杆62可以 包括锥形部分68，在推杆62轴向移动而由此将插销64从其闭锁位置移动至未闭锁位置 时，锥形部分68啮合插销64的协作锥形部分70。推杆62的第一位置(图7A和9A中所示)中所示可以称为缩回位置，而推杆62 的第二位置(图7B和9B中所示)可以称为突出位置。因而，推杆62可以在第一缩回 位置和第二突出位置之间移动。在第一缩回位置，推杆62缩回到外壳12中(即，其确 实从外壳12突出)。在第二突出位置，推杆62从电池组外壳12通过限定于外壳12的底 侧28中的孔穴76而延伸，用于将外壳12从相关连设备射出，其中外壳接收在相关连设 备中用于对其供能。同样，如已经提及的，推杆62从第一缩回位置移动至第二突出位置 使得插销64从闭锁位置移动至未闭锁位置。可以通过偏压元件、诸如所示的弹簧72 (在图4和5中仅是示意性示出)驱使推 杆62朝向其第一缩回位置。因而，当拉拔控制杆16的端部18时，将推杆62轴向向下 驱动，以抵抗弹簧的偏压而将插销64从其闭锁位置向内移动进入外壳12而至其未闭锁位 置。更具体地，完整地撞击控制杆16使得推杆62将插销64移动至未闭锁位置，并且进 一步使得推杆62从电池组外壳12突出，其可以用于协助电池组外壳12从动力设备的外 壳射出，其中电池组接收在动力设备的外壳内(例如，真空吸尘器外壳42)。通过前述设置，可以描述一个用于从动力设备移除电池组的方法。首先，可以 拉拔控制杆16，其枢轴地安装在电池组10上。拔起控制杆16的一端使得另一端向下推 动推杆62，使其轴向前进。这种轴向前进的发生，是由于推杆62可滑动地设置在电池 组10上，并且机械地设置以将控制杆16的旋转运动转换成推杆62的轴向移动。如上已经描述地，推杆62的前进使得插销64缩回。插销64的缩回由插销可滑动地设置在电池 组10上以及推杆62和插销64之间的锥形啮合而产生。在未闭锁位置，插销64允许将 电池组10从其动力设备上移除。可经由在轴向前进之后从电池组10上突出的推杆62， 电池组10还可以从其动力设备上射出。虽然在所示实施例中仅示出了一个单个插销64，但是本领域技术人员将意识 到，可以沿着推杆62及在电池组的外壳12中提供任意数量的插销64，从而推杆62的轴 向移动可以在推杆的充分轴向移动之后，将任意数量的插销可滑动地从各个闭锁位置移 动至未闭锁位置。同样，应当意识到，将电池组10安装在动力设备中可以运作以使一个 或多个插销(例如插销64)向内抵抗它们各自的偏压元件，允许电池组可移除地固定至动 力设备。那么，设备和/或插销的结构可以允许当电池组完全安装时，插销可以借助于 偏压机构而回到它们的闭锁位置。将意识到，各种上述和其它特征和功能或其备选方案可以根据需要组合在许多 其它不同的系统或应用中。同样将意识到，本领域技术人员随后可以实现各种当前未预 见或未预期的备选方案、修改、变化或改进，这也认为被如权利要求及其等效方案所述 的本公开内容包括。
权利要求
1.一种闭锁组件，用于将电池包安装至电动清洁设备，包括至少一个可移动的第一啮合部件，定位朝向电池包的长端的一侧，并且配置用于在 啮合位置和未啮合位置之间移动，其中在啮合位置由此将电池包固定至清洁设备，而在 未啮合位置用于从清洁设备上移除电池包；至少一根具有纵轴的杆，其可移动地安装在电池包上，以与第一啮合部件接合；以及至少一个用户接触点，沿着电池包的纵轴围绕与第一啮合部件相对的端部可移动地 安装在电池包上，以接合杆，用于移动杆而将第一啮合部件在与使用清洁设备的啮合位 置和未啮合位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的闭锁组件，其中杆配置以轴向移动，以缩回第一啮合部件而 允许从清洁设备上移除电池包。
3.根据权利要求1所述的闭锁组件，其中杆移动沿着第一轴发生，而第一啮合部件的 移动沿着第二不同轴移动至未闭锁位置。
4.根据权利要求3所述的闭锁组件，其中第二轴定向相对于第一轴大致上垂直。
5.根据权利要求3所述的闭锁组件，其中杆在杆和啮合部件之间具有锥形啮合部分， 以将杆沿着第一轴的运动转换成啮合部件沿着第二轴的运动。
6.根据权利要求1所述的闭锁组件，其包括至少一个偏压元件，设置以偏压第一啮合 部件，以从电池包突出，而啮合清洁设备上的另一啮合部件，由此将电池包固定至清洁 设备。
7.根据权利要求6所述的闭锁组件，其中偏压部件是卷簧。
8.根据权利要求6所述的闭锁组件，其中第一啮合部件配置用于在其突出的闭锁位置 和其缩回的未闭锁位置之间移动。
9.根据权利要求8所述的闭锁组件，其中杆具有缩回位置和突出位置，由此杆作用抵 靠偏压元件以缩回啮合部件并且在电池包的底部通过孔穴突出以将包从清洁设备射出。
10.根据权利要求9所述的闭锁组件，其包括第二偏压部件，其与杆相关连以驱使杆 至第一缩回位置。
11.根据权利要求10所述的闭锁组件，其中偏压部件是卷簧。
12.根据权利要求1所述的闭锁组件，其中用户接触点是控制杆，其可枢轴地安装至 电池包，用于可移动地与杆相关连而用于将控制杆从第一位置移动至第二位置，以驱动 第一啮合部件在闭锁位置和未闭锁位置之间移动。
13.根据权利要求12所述的闭锁组件，其中控制杆配置以通过从大于1度至小于180 度的角度从第一位置移动至第二位置。
14.根据权利要求12所述的闭锁组件，其中控制杆枢轴地安装至电池包，枢轴点位于 用户接触点的端部和杆的移动连接点之间。
15.根据权利要求1所述的闭锁组件，其中第一啮合部件是插销，其将电池包固定至 清洁设备上的另一啮合部件，该啮合部件为扣。
16.根据权利要求1所述的闭锁组件，其中电池包具有外壳，该外壳包括顶部、底部 以及至少一侧，以基本上包围多枚电池，并且具有用于电池的电连接部件以与清洁设备 的电连接部件连接。
17.根据权利要求1所述的闭锁组件，其中电池包具有至少两个相对匹配的壳，其配 合以形成具有前后表面、侧面、顶端和底端的外壳。
18.根据权利要求17所述的闭锁组件，其中外壳具有沿着纵侧的纵向腔，其中杆可滑 动地安装并且具有基本上垂直于沿着外壳底部部分垂直线的腔，其中可滑动地安装有具 有远端和近端接触部件的啮合部件，并且其中每个腔在外壳的同一角落具有孔穴，用于 突出啮合部件和杆。
19.一种电器组合，包括电动吸尘器，其包括具有喷嘴的主体，以及由主体支撑的 抽吸电机叶轮组件，用于使得至少叶轮与喷嘴的流体相通；以及可移除电池包，选择性 地可与主体啮合并且可电连接至电机，从而电池选择性地向电机供电；其中用于固定电 池包的单一插销组件包括至少一个可移动插销，定位朝向电池包的长端的一侧，并且配 置用于在啮合位置和未啮合位置之间移动，其中在啮合位置将电池包固定至清洁设备， 而在未啮合位置用于从清洁设备上移除电池包；至少一根具有纵轴的杆，其可移动地安 装在电池包上，以与插销接合；以及至少一个用户接触点，沿着电池包的纵轴围绕与插 销相对的端部可移动地安装在电池包上，以接合杆，用于移动杆而将第一啮合部件与清 洁设备在啮合位置和未啮合位置之间移动。
20.—种具有可充电电池的电动清洁成套用具，包括至少一个DC供电清洁设备，其具有带喷嘴的主体，由主体支撑的抽吸电机叶轮组 件，其中至少叶轮与喷嘴流体相同，并且主体具有电池包接收开口；可充电电池包具有多枚电池，其在端部有电连接部件用于设置在开口中，还具有闭 锁组件，用于将电池包固定至电动清洁设备，包括至少一个可移动的第一啮合部件，定位朝向电池包的长端的一侧，并且配置用于在 啮合位置和未啮合位置之间移动，其中在啮合位置将电池包固定至清洁设备，而在未啮 合位置用于从清洁设备上移除电池包；至少一根具有纵轴的杆，其可移动地安装在电池 包上，以于第一啮合部件接合；至少一个用户接触点，可移动地安装在电池包上，沿着 电池包的纵轴围绕与第一啮合部件相对的端部，以接合杆，用于移动杆而将第一啮合部 件与清洁设备在啮合位置和未啮合位置之间移动；以及位于具有啮合部件的电池包的纵 向端部的部分上的电连接部件；以及具有电池包接收开口的电池充电器，其中清洁设备和充电器的开口具有带电连接部 件的底部和侧部中至少之一，当电池设置在任一开口中时，所述电连接部件与可充电可 移除电池包的电连接部件匹配。
全文摘要
本发明提供了一种用于将可移除电池组固定至电动清洁设备的闭锁组件，以及电动清洁设备和带有电池充电器的电器组合。电池包上的闭锁组件包括至少一个可移动的第一啮合部件，其可移动地以至少一根杆协作，而该杆可移动地与用户接触点协作。第一啮合部件和至少与清洁设备相关连的另一啮合部件一同固定可移除电池包。第一啮合部件定位朝向电池包相对于具有用户接触点的端部的长端的一侧。移动用户接触点将使该部件通过杆而在啮合位置和未啮合位置之间移动，其中在啮合位置将电池包固定至清洁设备，而在未啮合位置用于从清洁设备上移除电池包。
文档编号H01M2/10GK102017227SQ200980114263
公开日2011年4月13日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年3月14日
发明者D·鲁卡维纳, J·W·吉, J·霍瓦特, M·巴茨 申请人:皇家器具有限公司