专利名称：电池组件保持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池组件，具体涉及在装有电池操作的设备的壳体上保持电池组件的装置。
在便携式电子设备领域中，需要将电池组件容易地拆除和可靠地重装到便携式电池操作的设备上。当电池组件装到便携式电池操作的设备上时，必须使该电池组件与电池操作的设备之间确实地电连接，以使该电池组件可给该便携式电池操作的设备提供恒定的电源供给。
以前，有许多设备提供了在便携式电池操作的设备中简单地装入和拆除电池组件，但在遇到苛刻的环境中，一些电池组件和便携式电池操作的设备保持机构会出现故障。为此，制造一种电池组件保持装置，该装置在电池组件与便携式电池操作的设备之间提供更可靠的电池组件和保持高质量的电连接，这是有益的。
图1示出可利用本发明的一种便携式无线电话机。
图2示出利用本发明的、诸如图1所示的便携式无线电话机的外壳。
图3示出利用本发明的便携式无线电话机和所装配的电池组件的后见图。
图4示出电池组件与图3所示的便携式无线电活机后壳之间接口的剖面图。
图5示出利用本发明的便携无线电话机的后壳部分的放大图。
图6示出利用本发明的便携式无线电话机的后壳部分右侧视图。
图7示出用于本发明有关计算的理论上的横梁。
图8示出图7所示的理论上的横梁的截面图。
总地说来，这里叙述的电池组件保持装置是一个注模部件。该注模部件包括一个无线电话机后壳；两个轨道，电池组件沿其滑动；以及六个导向杆，用以将该电池组件保持在该无线电话机上。六个导向杆中的四个是柔曲型(compliance—type)导向杆。该柔曲型导向杆呈U字形状并且耦联到所述轨道上。一个沟槽从该柔曲型导向杆下面的轨道中除去芯，以允许该导向杆偏移。柔曲型导向杆的偏移是因电池组件完全插入时电池组件的撞尖(bullet)引起的。这个偏移提供了在电池组件上的一个计算力。该计算力保证电池组件的电气接点与无线电话机的电气接点之间的高质量电气连接。
图1示出装有可拆卸电池组件101的便携式无线电话机100。便携式无线电话机100是目前使用的许多便携电池供电的电气设备之一，其它的包括膝上计算机、寻呼机和闪光灯。图2示出利用本发明的便携无线电话机100的后壳200。在优选的实施例中，后壳200有两个轨道201、203，它们互相平行对齐并在长度方向沿着后壳200的后侧。轨道201、203的每个都包括至少一个柔曲性导向杆，当电池组件101完全插入时对电池组件加压力。在本优选实施例中，第一轨道201包含三个导向杆207、209、211。导向杆207和211是柔曲型的，它们是本发明的主题。同样地第二轨道203包含三个导向杆213、215、217。导向杆213和217也是柔曲型的。其它等效的实施例可根据特定实施例的要求包括认为需要的不同数量的轨道和不同数量的柔曲性导向杆。
当该无线电话机完全装配好时，在后壳200中的开口205可接入包含在该便携式无线电话机外壳内的与电气部件相连的第一组电接点。当该无线电话机100完全装配好时，第一组电接点通过开口205伸出外壳200的后侧。当电池组件101完全插入时，每个电接点在其上加一个力。为了克服这个力，设计依从导杆来提供一个力，该力大于由电接点提供的力和电池组件101本身重量引起的力。下面说明在设计优选实施例的柔曲性导向杆中使用的计算。
图3示出装有电池组件101的便携无线电话机100的后视图。图4是图3中所标明的A—A剖线的剖面图。图4着重示出电池组件101和便携式无线电话机100的后壳200之间的界面。从图4所示的A—A剖面可清楚地看到轨道201从后壳200突出。标号401表示的区域是一个沟槽间隔，允许柔曲性导向杆207从后壳在加力的界面点407偏移。施加力的界面点407是由柔曲性导向杆207和电池盒外壳的撞尖(bullet)引起的。
图5示出利用本发明的便携式无线电话机100后壳200的部分放大图。该图清楚地示出后壳200，它包括轨道203中的沟道403和柔曲性导向杆213。如前所述，后壳200中的开口205能进入接到包含在便携无线电话机100内电气部件的第一组电接点。当电池组件101完全插入时，这第一组电接点在其上施加一个力。在该优选的实施例中，第一组电接点中有四个电接点。每个接点施加50克的力，对电池组件101产生200克的力，电池组件101必须至少提供相等的并且相反的力，以保证第一和第二组电接点间的可靠连接。
图6详细地示出轨道203和柔曲性导向杆213的右侧视图。四个柔曲性导向杆207、211、213、217一起提供一个力这个力超过由可能的最重电池盒重量产生的力和第一组电接点的力。当电池组件101插入无线电话机100的电池组件保持装置中时，电池组件101沿着轨道201、203滑动。电池组件101的一部分即图4所示的撞尖409沿着本优选实施例中以207、209、211、213、215、217表示的六个导向杆的下侧滑动。由于电池组件101沿轨道201、203滑动，撞尖409与柔曲性导向杆的U形部分接触。该导向杆的U形部分向上偏移并且离开后壳200。这个偏移在电池组件101的撞尖上产生一个负荷或力，引导电池组件101到便携式无线电话机100的后壳200。有意识地设计柔曲性导向杆207、211、213、215、217，以便施加上一个预定的力就可保证电池组件101对第一组电接点保持足够的力，得到高质量的电连接。
下文将描述与确定柔曲性导向杆207、211、213、215、217的形状、材料、底与高和它们相应的沟槽及轨道有关的具体计算。在整个设计过程中辐条(radii)601、603、605组合在一起以减少应力和力的集中，以及增加柔曲性导向杆的挠度与耐久性。本发明对辐条601、603、605的确切形状不关注，因本领域中的技术人员能够组合这些辐条。
图7示出一个理论上的固定端梁的模型，它用于计算图6的U字形607。图8示出图7标明B—B线的剖面图，图中示出了该梁的底(b)和高(h)的尺寸。用字母W表示要求由柔曲性导向杆产生的力的数量。在本优选实施例中，W是假定柔曲性导向杆必须提供至少足以保持最重电池组件(190克)的力加上等于第一组电接点加在该电池组件的力(200克)的一个力。
W＝190g＋4×(50g)＝390g390克是电池组件保持装置必须支持的总重量。因有4个柔曲性导向杆，故每个导向杆提供所要求的总力的1/4。W杆＝390g/4＝97.5g＝0.0975Kg现将该质量变换为力来表示M×α＝F0.0975×9.81＝0.956牛顿使用偏移Y、惯性矩I和材料的最大应力σmax的公式，可求得未知值b和h。Y＝WL3/192EII＝bh3/12，和σmax＝3WL/4bh2在计算导向杆207、211、213、217的尺寸时，作如下假设(1)Y＝所要求偏移量＝0.5mm(2)Smax＝材料最大应力＝40N/mm2(3)L＝13mm(4)W＝0.956N(5)a＝重力加速度＝9.81M/秒2(6)E＝杨氏模量＝1900N/mm2得到以下b和h的等式b＝WL3/16Eh3Y＝(0.956)·(13)3/16·(1900)·(0.59)3·(0.5)＝0.67mmh＝σmaxL2/12EY＝40·(13)2/12(1900)·(0.5)＝0.59mm.
权利要求
1，一种电池组件保持装置，由与一个电气设备机壳的第一平面侧整体地形成并容纳一个电池组件，其特征在于，所述电池组件保持装置包括第一轨道，接到第一平面侧，具有沿第一轨道的第一部分形成的至少第一沟槽，第一沟槽垂直于第一平面侧；和至少一个第一柔曲性导向杆，整体地接到第一轨道的第一部分并且形成所述第一沟槽的上侧，该至少第一柔曲性导向杆具有一种形状，当该电池组件完全插入时，该电池组件使该导向杆偏移开第一平面侧，和在电池组件上朝向第一平面侧施加第一预定的力。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，还包括一个第二轨道，连接到该第一平面侧并且与所述第一轨道平行对齐，第二轨道至少具有沿所述轨道的第二部分形成的第二沟槽，第二沟槽也垂直于第一平面侧；和至少一个第二柔曲性导向杆，整体地连接第二轨道的第二部分并且形成所述第二沟槽的上侧，该至少第二柔曲性导向杆具有该至少第一柔曲性导向杆的形状。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，该至少第一柔曲性导向杆的形状呈U字形，其中U字形的顶端强加入第一沟槽。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述第一平面侧有多个接点，当所述电池组件完全插入时，这些接点施加一第二预定力在电池组件上。
5.根据权利要求4的装置，其特征在于，第一预定力取决于该电池组件重量和第二预定力。
6.根据权利要求4的装置，其特征在于，第一预定力超过第二预定力和由电池组件重量产生的力。
7.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述导向杆有一个预定的高度和宽度，以产生第一预定力。
8.一种无线电话机，包括一个第一外壳，在该外壳内设有一个电气设备；第一组电接点，部分地设在该外壳内，且具有第一端和第二端，第一组电接点的第一端接到该电气设备上，而第一组电接点的第二端从第一外壳的后侧突出；以及一个电池组件保持装置，它是与容纳电池组件的外壳的后侧组合形成的，该电池组件具有第二组电接点，其特征在于，所述电池组件保持装置包括一个第一轨道，接到第一平面侧和具有沿第一轨道的第一部分在其中形成的至少一个第一沟槽，第一沟槽垂直于外壳的后侧；一个第二轨道，接到第一平面侧和与所述第一轨道平行对齐，第二轨道具有沿第二轨道的第二部分在其中形成的至少一个第二沟槽，该第二沟槽也垂直于外壳的后侧；和至少一个第一和一个第二柔曲性导向杆，分别整体地接到第一轨道的第一部分和第二轨道的第二部分，该至少第一和第二柔曲性导向杆具有一种形状，当该电池组件完全插入时，该电池组件使该第一和第二柔曲性导向杆偏移开外壳的后侧和对该电池组件施加朝向第一平面侧的一个第一预定力，并且电气连接所述第一和第二组电接点。
9.根据权利要求8的无线电话机，其特征在于，该至少第一和第二柔曲性导向杆的形状呈U字形，其中U字形的顶端强加入第一和第二沟槽。
10.根据权利要求8的无线电话机，其特征在于，该第一预定力取决于该电池组件重量和由第一组电接点产生的第二预定力。
全文摘要
这里所述的电池组件保持装置是一个注模部件，该注模部件包括无线电话机(100)的一个后壳(200)；两个轨道(201、203)，以便电池组件(101)沿其滑动，以及六个导向杆(207、209、211、213、215、217)，用于在该无线电话机(100)上保持该电池组件(101)。六个导向杆中的四个导向杆是柔曲性的。柔曲性导向杆(207、211、213、217)有一个U字形并且接到轨道。沟槽(401)从柔曲性导向杆下的轨道去芯，以允许导向杆偏移。偏移是在电池组件(101)完全插入时电池组件(101)的撞尖(409)引起的。导向杆的偏移(Y)提供在电池组件(101)上的计算力。这个计算的力保证该电池组件的接点与无线电话机的接点之间的高质量电连接。
文档编号H04Q7/32GK1114845SQ94190703
公开日1996年1月10日 申请日期1994年8月15日 优先权日1993年9月20日
发明者迈克尔·L·沙巴拜, 蒂莫西·P·麦考密克 申请人:莫托罗拉公司