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▶ デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-16
(54)【発明の名称】磁気電池セル接続機構
(51)【国際特許分類】
H01M 50/517 20210101AFI20240109BHJP
H01M 50/51 20210101ALI20240109BHJP
H01M 50/503 20210101ALI20240109BHJP
H01M 50/519 20210101ALI20240109BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20240109BHJP
【ＦＩ】
H01M50/517
H01M50/51
H01M50/503
H01M50/519
H01M10/48 P
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023528297
(86)(22)【出願日】2021-12-22
(85)【翻訳文提出日】2023-05-11
(86)【国際出願番号】 US2021064871
(87)【国際公開番号】W WO2022146828
(87)【国際公開日】2022-07-07
(31)【優先権主張番号】17/138,267
(32)【優先日】2020-12-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
２．ＺＩＧＢＥＥ
(71)【出願人】
【識別番号】315014051
【氏名又は名称】デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100118843
【弁理士】
【氏名又は名称】赤岡 明
(74)【代理人】
【識別番号】100137523
【弁理士】
【氏名又は名称】出口 智也
(72)【発明者】
【氏名】ロバート、ジョン、パブリンスキー
【テーマコード（参考）】
5H030
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H030AS06
5H030AS11
5H030AS14
5H030AS15
5H030FF43
5H030FF44
5H043AA17
5H043AA20
5H043BA01
5H043BA11
5H043CA03
5H043CA21
5H043FA02
5H043FA22
5H043FA27
5H043FA37
5H043JA06F
5H043JA07F
5H043JA12D
5H043JA12F
5H043LA03D
5H043LA03F
5H043LA21F
(57)【要約】
磁気電池セル接続機構は、第１の電池セル及び第２の電池セルを含む。第１のコネクタは、第１の電気経路を含む第１の本体を有する。第１の電気接点は、第１の本体上に配置され、第１の電気経路に電気的に接続されている。第１の磁石は、第１の本体に接続され、第１の磁石は、第１の本体を第１の電池セルの正端子に磁気的に解放可能に固定するように適合されている。第２のコネクタは、第２の電気経路を含む第２の本体を有する。第２の電気接点は、第２の本体上に配置され、第２の電気経路に電気的に接続されている。第２の磁石は、第２の本体に接続され、第２の磁石は、第２の本体を第２の電池セルの負端子に磁気的に解放可能に固定するように適合されている。第１のコネクタ及び第２のコネクタは、電気回路に電気的に接続されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気電池セル接続機構であって、正端子及び負端子を有する第１の電池セルと、
正端子及び負端子を有する第２の電池セルと、
第１の電気経路を含む第１の本体を有する第１のコネクタと、
前記第１の本体上に配置され、前記第１の電気経路に電気的に接続された第１の電気接点であって、前記第１の電気接点は、電気が前記第１の電池セルの前記正端子から前記第１の電気経路に通過することを可能にするように適合されている、第１の電気接点と、
前記第１の本体に接続された第１の磁石であって、前記第１の磁石は、前記第１の本体を前記第１の電池セルの前記正端子に磁気的に解放可能に固定し、前記第１の電池セルの前記正端子と前記第１の電気経路との間の接触を確立するように適合されている、第１の磁石と、
第２の電気経路を含む第２の本体を有する第２のコネクタと、
前記第２の本体上に配置され、前記第２の電気経路に電気的に接続された第２の電気接点であって、前記第２の電気接点は、電気が前記第２の電池セルの前記負端子から前記第２の電気経路に通過することを可能にするように適合されている、第２の電気接点と、
前記第２の本体に接続された第２の磁石であって、前記第２の磁石は、前記第２の本体を前記第２の電池セルの前記負端子に磁気的に解放可能に固定し、前記第２の電池セルの前記負端子と前記第２の電気経路との間の接触を確立するように適合されている、第２の磁石と、
電気回路であって、前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタの各々が、前記電気回路に電気的に接続されている、電気回路と、を備える、磁気電池セル接続機構。
【請求項2】
前記第１の磁石は、前記第１の電気接点を含む、請求項１に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項3】
前記第２の磁石は、前記第２の電気接点を含む、請求項１又は請求項２に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項4】
前記第１の電気経路は、前記第１の電気接点を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項5】
前記第２の電気経路は、前記第２の電気接点を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項6】
前記第１の本体又は前記第２の本体のうちの１つは、互いに離れて分岐する第１のアーム及び第２のアームを備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項7】
前記第１及び第２のアームは、円弧形状、Ｕ字形状、及びＶ字形状のうちの１つを形成する、請求項６に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項8】
前記第１及び第２のアームは、円弧形状を形成し、前記円弧形状の内側半径は、前記第１の電池セル又は前記第２の電池セルのうちの１つの電池エンドキャップと実質的に同じである、請求項７に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項9】
前記第１の磁石は、前記第１のアーム上に位置し、前記第１の電気接点は、前記第２のアーム上に位置する、請求項６に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項10】
前記第１の磁石及び前記第１の電気接点は、同じアーム上に位置する、請求項６に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項11】
前記第１の電気接点は、カップ形状であり、前記第１の磁石は、前記第１の電気接点に少なくとも部分的に据え付けられている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項12】
前記第１のアームの端部に第１の接触プレートを更に備え、前記第１の磁石は、前記第１の接触プレート上に配置されている、請求項６に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項13】
前記第２のアームの端部に第２の接触プレートを更に備える、請求項１２に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項14】
前記第１の本体又は前記第２の本体のうちの１つは、プリント回路基板（ＰＣＢ）を備える、請求項１～１３のいずれか一項に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項15】
磁気電池セル接続機構であって、正端子及び負端子を有する第１の電池セルと、
第１の電気経路を含む第１の本体を有する第１のコネクタと、
前記第１の本体上に配置され、前記第１の電気経路に電気的に接続された第１の電気接点であって、前記第１の電気接点は、電気が前記第１の電池セルの前記正端子から前記第１の電気経路に通過することを可能にするように適合されている、第１の電気接点と、
前記第１の電気接点に少なくとも部分的に据え付けられた第１の磁石であって、前記第１の磁石は、前記第１の本体を前記第１の電池セルの前記正端子に磁気的に解放可能に固定するように適合されている、第１の磁石と、
第２の電気経路を含む第２の本体を有する第２のコネクタと、
前記第２の本体上に配置され、前記第２の電気経路に電気的に接続された第２の電気接点であって、前記第２の電気接点は、電気が前記第１の電池セルの前記負端子から前記第２の電気経路に通過することを可能にするように適合されている、第２の電気接点と、
前記第２の電気接点に少なくとも部分的に据え付けられた第２の磁石であって、前記第２の磁石は、前記第２の本体を前記第１の電池セルの前記負端子に磁気的に解放可能に固定するように適合されている、第２の磁石と、
電気回路であって、前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタの各々が、前記電気回路に電気的に接続されている、電気回路と、を備える、磁気電池セル接続機構。
【請求項16】
前記第１の本体又は前記第２の本体のうちの１つは、互いに離れて分岐する第１のアーム及び第２のアームを備える、請求項１５に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項17】
前記第１及び第２のアームは、円弧形状、Ｕ字形状、又はＶ字形状のうちの１つを形成する、請求項１６に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項18】
前記第１及び第２のアームは、円弧形状を形成し、前記円弧形状の内側半径は、前記第１の電池セル又は前記第２の電池セルのうちの１つの電池エンドキャップと実質的に同じである、請求項１７に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項19】
前記第１の磁石及び前記第１の電気接点は、同じアーム上に位置する、請求項１５～１８のいずれか一項に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項20】
前記第１の電気接点は、カップ形状であり、前記第１の磁石は、前記第１の電気接点に少なくとも部分的に据え付けられている、請求項１５～１９のいずれか一項に記載の磁気電池セル接続機構。
【請求項21】
磁気電池セルコネクタであって、互いに離れて分岐する第１のアーム及び第２のアームと、電気経路と、を有する、本体と、
前記第１のアーム及び前記第２のアームのうちの１つの端子端部に近接して位置する電気接点であって、前記電気接点は、前記電気経路に電気的に接続され、前記電気接点は、電気が電池セル端子から前記第１の電気経路に通過することを可能にするように適合されている、電気接点と、
前記電気接点に少なくとも部分的に据え付けられた磁石であって、前記磁石は、前記第１の本体を前記電池セルに磁気的に解放可能に固定するように適合されている、磁石と、を備える、磁気電池セルコネクタ。
【請求項22】
前記第１及び第２のアームは、円弧形状を形成する、請求項２１に記載の磁気電池セルコネクタ。
【請求項23】
前記円弧形状の内側半径は、前記電池セルの電池エンドキャップと実質的に同じである、請求項２２に記載の磁気電池セルコネクタ。
【請求項24】
前記電気接点は、カップ形状であり、前記磁石は、前記電気接点に少なくとも部分的に据え付けられている、請求項２１～２３のいずれか一項に記載の磁気電池セルコネクタ。
【請求項25】
前記第１のアームの端部に第１の接触プレートを更に備え、前記磁石は、前記第１の接触プレート上に配置されている、請求項２１～２４のいずれか一項に記載の磁気電池セルコネクタ。
【請求項26】
前記第２のアームの端部に第２の接触プレートを更に備える、請求項２５に記載の磁気電池セルコネクタ。
【請求項27】
前記本体は、プリント回路基板（ＰＣＢ）を備える、請求項２１～２６のいずれか一項に記載の磁気電池セルコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、電池インジケータに関し、より具体的には、電池インジケータなどの外部負荷に電力を提供するための磁気電池セル接続機構に関する。
【背景技術】
【0002】
電気化学セル、又は電池は、一般に電気エネルギー源として使用される。電池には、典型的には陽極と呼ばれる負極と、典型的には陰極と呼ばれる正極が含まれる。陽極は、酸化され得る電気化学的に活性な陽極材料を含有する。陰極は、還元され得る電気化学的に活性な陰極材料を含有する。電気化学的に活性な陽極材料は、電気化学的に活性な陰極材料を還元することができる。セパレータは、陽極と陰極との間に配置される。電池構成要素は、典型的には金属から作製される缶、又はハウジング内に配置される。
【0003】
電池が電子デバイスの電気エネルギー源として使用されると、陽極及び陰極に電気接触が行われ、それによって電子がデバイスを通って流れることを可能にし、電子デバイスに電力を生成するそれぞれの酸化及び還元反応をもたらす回路が完成する。電解質は、陽極、陰極、及びセパレータと接触している。電解質は、放電中に電池全体の充電バランスを維持するために、陽極と陰極の間のセパレータを通って流れるイオンを含有している。
【0004】
玩具、リモートコントロール、オーディオデバイス、懐中電灯、デジタルカメラ及び周辺写真撮影装置、電子ゲーム、歯ブラシ、ラジオ、時計、及び他のポータブル電子デバイスなどの電子デバイスのためのポータブル電力の需要が高まっている。消費者は、これらの電子デバイスに容易に利用可能な電力を供給する必要がある。電池は使用するうちに必然的に電力が消耗するため、消費者は予備の電池にアクセスできる（及び／又は完全に充電された充電式電池にアクセスできる）必要がある。消費者が必要な数の交換用電池にすばやくアクセスできるように、消費者が現在使用している電池の電力状態を知ることは有用である。電池は、ＡＡ、ＡＡＡ、ＡＡＡＡ、Ｃ、及びＤ電池サイズなどの一般的なサイズがあり、ＡＮＳＩ規格ごとに外形寸法が固定され、内部容量が制限されている。
【0005】
現在、一部の電池には、消費者が、電池がほぼ消耗しており、交換が必要なときに判断するのに役立つオンセル（ｏｎ－ｃｅｌｌ）電池充電インジケータが含まれている。しかしながら、これらの現在のオンセル電池充電インジケータは、単回使用（すなわち、単一の電池セルに取り付けられる）であり、煩雑である（なぜなら、典型的には、インジケータを作動させるために、２つの接触ボタンを同時に押さなければならないからである）。更に、これらのオンセル電池インジケータは、インジケータを使用するために、電子デバイス（又はパッケージ）から電池を取り外す必要がある。
【発明の概要】
【0006】
第１の態様によれば、磁気電池セル接続機構は、正端子及び負端子を有する第１の電池セルと、正端子及び負端子を有する第２の電池セルとを含む。第１のコネクタは、第１の電気経路を含む第１の本体を有する。第１の電気接点は、第１の本体上に配置され、第１の電気経路に電気的に接続され、第１の電気接点は、電気が第１の電池セルの正端子から第１の電気経路に通過することを可能にするように適合されている。第１の磁石は、第１の本体に接続され、第１の磁石は、第１の本体を第１の電池セルの正端子に磁気的に解放可能に固定し、第１の電池セルの正端子と第１の電気経路との間の接触を確立するように適合されている。第２のコネクタは、第２の電気経路を含む第２の本体を有する。第２の電気接点は、第２の本体上に配置され、第２の電気経路に電気的に接続され、第２の電気接点は、電気が第２の電池セルの負端子から第２の電気経路に通過することを可能にするように適合されている。第２の磁石は、第２の本体に接続され、第２の磁石は、第２の本体を第２の電池セルの負端子に磁気的に解放可能に固定し、第２の電池セルの負端子と第２の電気経路との間の接触を確立するように適合されている。第１のコネクタ及び第２のコネクタの各々は、電気回路に電気的に接続されている。
【0007】
第２の態様によれば、磁気電池セル接続機構は、正端子及び負端子を有する第１の電池セルを含む。第１のコネクタは、第１の電気経路を含む第１の本体を含む。第１の電気接点は、第１の本体上に配置され、第１の電気経路に電気的に接続され、第１の電気接点は、電気が第１の電池セルの正端子から第１の電気経路に通過することを可能にするように適合されている。第１の磁石は、第１の電気接点に少なくとも部分的に据え付けられ、第１の磁石は、第１の本体を第１の電池セルの正端子に磁気的に解放可能に固定するように適合されている。第２のコネクタは、第２の電気経路を含む第２の本体を含む。第２の電気接点は、第２の本体上に配置され、第２の電気経路に電気的に接続され、第２の電気接点は、電気が第１の電池セルの負端子から第２の電気経路に通過することを可能にするように適合されている。第２の磁石は、第２の電気接点に少なくとも部分的に据え付けられ、第２の磁石は、第２の本体を第１の電池セルの負端子に磁気的に解放可能に固定するように適合されている。第１のコネクタ及び第２のコネクタの各々は、電気回路に電気的に接続されている。
【0008】
第３の態様によれば、磁気電池セルコネクタは、互いに離れて分岐する第１のアーム及び第２のアームを有する本体と、電気経路と、を含む。電気接点は、第１のアーム及び第２のアームのうちの１つの端子端に近接して配置される。電気接点は、電気経路に電気的に接続されている。電気接点は、電気が電池セル端子から第１の電気経路に通過することを可能にするように適合されている。磁石は、電気接点に少なくとも部分的に据え付けられている。磁石は、第１の本体を電池セルに磁気的に解放可能に固定するように適合されている。
【0009】
本開示の教示によれば、磁気電池セル接続機構又は磁気電池セルコネクタの前述の態様のいずれか１つ以上は、以下の任意選択の形態のいずれか１つ以上を更に含み得る。
【0010】
いくつかの任意選択の形態では、第１の磁石は、第１の電気接点を含む。
【0011】
他の任意の形態では、第２の磁石は、第２の電気接点を含む。
【0012】
更に他の任意選択の形態では、第１の本体又は第２の本体のうちの１つは、互いに離れて分岐する第１のアーム及び第２のアームを含む。
【0013】
更に他の任意の形態では、第１及び第２のアームは、円弧形状、Ｕ字形状、及びＶ字形状のうちの１つを形成する。
【0014】
更に他の任意の形態では、第１及び第２のアームは円弧形状を形成し、円弧形状の内側半径は、第１の電池セル又は第２の電池セルのうちの１つの電池エンドキャップと実質的に同じである。
【0015】
更に他の任意の形態では、第１の磁石は、第１のアーム上に配置され、第１の電気接点は、第２のアーム上に配置される。
【0016】
更に他の任意の形態では、第１の磁石及び第１の電気接点は、同じアーム上に位置する。
【0017】
更に他の任意の形態では、第１の電気接点は、カップ形状であり、第１の磁石は、第１の電気接点に少なくとも部分的に据え付けられている。
【0018】
更に他の任意の形態では、第１の接触プレートは、第１のアームの端部に近接して配置され、第１の磁石は、第１の接触プレート上に配置される。
【0019】
更に他の任意の形態では、第２の接触プレートは、第２のアームの端部に近接して配置される。
【0020】
更に他の任意の形態では、第１の本体又は第２の本体のうちの１つは、プリント回路基板（ＰＣＢ）を含む。
【図面の簡単な説明】
【0021】
本明細書は、本発明を形成するとみなされる主題を特に指摘し明確に主張する特許請求の範囲で結論付けるが、本発明は、添付の図面と併せて以下の説明からよりよく理解されるであろう。
【0022】
【図1】デバイスの電池空洞内の電池のアレイ内に２つの電池セルを設置し、電池インジケータモジュールに接続された電池セル接続機構の斜視図である。
【図8A】正の磁気電池セルコネクタの代替の実施形態の拡大斜視図である。
【図8B】負の磁気電池セルコネクタの代替の実施形態の拡大斜視図である。
【図12】正の磁気電池セルコネクタの代替の実施形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
電気化学セル、又は電池は、一次又は二次であってもよい。一次電池は、例えば消耗するまで、一度だけ放電してから、廃棄されることが意図されている。一次電池（又は使い捨て電池）は、例えば、Ｄａｖｉｄ Ｌｉｎｄｅｎ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ（第４版 ２０１１）に記載されている。二次電池（又は充電式電池）は、繰り返し充電して使用することが意図されている。二次電池は、例えば、５０回以上、１００回以上、又はそれ以上、何度も放電及び再充電されてもよい。二次電池は、例えば、Ｄａｖｉｄ Ｌｉｎｄｅｎ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ（第４版 ２０１１）に記載されている。したがって、電池は、様々な電気化学対と電解質の組み合わせを含んでもよい。本明細書に提供される説明及び実施例は、一般に、一次アルカリ電気化学セル、又は電池を対象とするが、本発明は、水性、非水性、イオン性液体、及び固体系の一次及び二次電池の両方に適用されることを理解されたい。したがって、上述のシステムの一次及び二次電池は、本出願の範囲内であり、本発明は、任意の特定の実施形態に限定されない。
【0024】
本明細書に記載の磁気電池セルコネクタ及び磁気電池セル接続機構は、有利には、電池インジケータなどの外部負荷の電力要件を満たすために、単一の電池セルにわたって、又は複数の電池セルスタックにわたって、ユーザ調整可能な電圧供給を提供する。更に、開示される磁気電池セルコネクタ及び磁気電池セル接続機構は、有利には、別個のセル情報又は全セルアレイ情報を電池インジケータに送達することができる。コネクタの形状は、有利には、デバイスの接触端子又は隣接する電池セルに干渉することなく、デバイスの電池空洞内に収まり、電池セルを電池空洞から取り外す必要なく、電池セルに接続する。更に、コネクタの形状は、コネクタが電池セル端子から切断されることなく、電池セル端子を中心に回転することを可能にする。
【0025】
ここで、図１～図３を参照すると、磁気電池セル接続機構１０は、直列に配列され、電子デバイス１６（携帯用電子デバイス、児童用玩具、懐中電灯、携帯用無線等）の電池空洞１４に設置された複数の電池セル１２（電池セルのアレイと称されてもよい）に接続されて図示されている。電池セル１２は、陰極、陽極、及びハウジングを含む一次アルカリ電気化学セルを含み得る。電池セル１２はまた、電池セル１２の負端子として機能するエンドキャップを含む。正のピップ（ｐｉｐ）は、エンドキャップから電池セル１２の反対側の端部に配置される。正のピップは、電池セル１２の正端子として機能する。電解液は、電池セル１２全体に分散される。電池セル１２は、例えば、ＡＡ、ＡＡＡ、ＡＡＡ、Ｃ、又はＤアルカリ電池であり得る。
【0026】
ハウジングは、任意の好適なタイプのハウジングベース材料、例えば冷間圧延鋼又はニッケルメッキ冷間圧延鋼で作製され得る。ハウジングは、円筒形状を有してもよい。ハウジングは、ハウジングの側壁の内面と、陰極などの電極との間に低い電気接触抵抗を提供する材料で処理された内面を含む側壁を有してもよい。ハウジングの側壁の内面は、例えば、ニッケル、コバルトでメッキされてもよく、及び／又は炭素充填塗料で塗装され得、例えば、ハウジングの側壁の内面と陰極との間の接触抵抗を低減し得る。
【0027】
磁気電池セル接続機構１０は、図１～図３の異なる図において、アレイ内の異なる電池セル１２ａ～ｄに接続されて図示されている。例えば、図１では、磁気電池セル接続機構１０が、アレイ内の左下の電池セル１２ｃ及び左上の電池セル１２ａに接続され、それによって４つの電池セルからの電流をタッピングすることが図示されている。図２では、磁気電池セル接続機構１０が、左下の電池セル１２ｃ及び右上の電池セル１２ｂに接続され、それによって３つの電池セルからの電流をタッピングすることが図示されている。図３では、磁気電池セル接続機構１０が、左下の電池セル１２ｃ及び右下の電池セル１２ｄに接続され、それによって２つの電池セルからの電流をタッピングすることが図示されている。このようにして、開示された磁気電池セル接続機構１０は、複数の電池セル１２ａ～ｄ内の任意の１つ以上の電池セル及び電池セルの任意の組み合わせについて、電気特性情報を生成するか、又は電流をタッピングすることができる。図１～３に図示される実施形態のいずれかでは、いくつかの実施形態では電池インジケータを含み得る電子モジュール３０などの外部負荷は、電池空洞１４の外側に配置され得、これは、有利には、電子モジュール３０への容易なアクセスを提供し得る。
【0028】
図４は、単一の電池セル１２ｄに接続された磁気電池セル接続機構１０の代替の実施形態を図示する。図４の実施形態では、電子モジュール３０は、電池空洞１４内に配置され得るが、有利には、電池空洞１４内で電子モジュール３０を固定し保護する、電池セル１２間の電気的接続に干渉しない。
【0029】
図１～４の実施形態における各磁気電池セル接続機構１０は、外部負荷又は電子モジュール３０、第１又は正のコネクタ３２、及び第２又は負のコネクタ３４を含む。他の実施形態では、正／負の関係は、第１のコネクタが負のコネクタ３４であり、第２のコネクタが正のコネクタ３２であるように逆転されてもよい。それにもかかわらず、第１及び第２のコネクタ３２、３４は、ワイヤ３６、３８で電子モジュール３０に電気的に接続されている。正のコネクタ３２は、電池セル１２の正端子４０に電気的に接続され、負のコネクタは、電池セル１２の負端子４２に電気的に接続され、それによって、電流が電池セル１２から電子モジュール３０に流れることを可能にする。
【0030】
電子モジュール３０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に組み込まれ得る集積回路を含んでもよく、この集積回路は、いくつかの実施形態では、剛性エポキシ、接合銅トレースを有するＦＲ４フェロニック、又は可撓性ポリエステル、接合銅トレースを有するポリアミドであり得る多層絶縁体／導電構造を含んでもよい。電子モジュール３０はまた、集積回路内に埋め込まれた電圧センサを含む集積回路を含み得る。埋め込まれた電圧センサは、アンペアや電圧などの電池セル１２のアナログ特性を感知し、感知されたアナログ特性をデジタル情報に変換する。電子モジュール３０はまた、１つ以上の通信接続を介してルータ、エンドポイント、及び／若しくはパーソナル電子デバイスと通信を確立し、通信信号を交換し得る通信モジュールを含んでもよい。より具体的には、通信モジュールは、通信接続を介して、外部デバイスと信号を送信及び／又は受信するように構成された１つ以上のトランシーバを含む。通信モジュールへの通信信号及び／又は通信モジュールからの通信信号は、無線信号（ＲＦ信号）又は有線通信信号（例えば、ＵＳＢデータ接続を介して）を含み得る。また、通信モジュールは、１つ以上のトランシーバを介して、受信／送信される信号を、プロセッサ及び／又はＰＢアプリによって解釈される信号に変換するように構成された１つ以上のモデムを含み得る。電子モジュール３０及びパワーバンクは、１つ以上の通信接続を介して通信可能に接続され得る。１つ以上の通信接続は、無線高周波（ＲＦ）接続（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー（ＢＬＥ）、Ｚｉｇｂｅｅ、ユニバーサルプラグアンドプレイ（ＵＰｎＰ）、ＷｉＦｉ低電力、６ＬｏＷＰＡＮ、及び／又は他の好適なプロトコルを介して）を含んでもよい。アンテナは、通信モジュールに動作可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、集積回路は、アナログデジタルコンバータ、マイクロコントローラ、Ｗｉ－Ｆｉラジオ、メモリデバイス、及び／又はＤＣ／ＤＣ電圧コンバータを組み込んでもよい。
【0031】
ここで図５を参照すると、左上の電池セル１２ａ及び左下の電池セル１２ｃの拡大斜視図が図１から図示されている。左上の電池セル１２ａは、負端子４２に電気的に接続された負のコネクタ３４を有する。左下の電池セル１２ｃは、正端子４０に電気的に接続された正のコネクタ３２を有する。図５に図示されているように、正のコネクタ３２は、電気接続を失うことなく、正端子４０の周りを自由に回転することができる。同様に、負のコネクタ３４は、電気接続を失うことなく、負端子４２の周りを自由に回転することができる。更に、正及び負のコネクタ３２、３４は、正及び負端子４０、４２の上部又は下部のほとんどの部分をカバーしないため、正及び負のコネクタ３２、３４は、正及び負端子４０、４２にそれぞれ取り付けられてもよく、一方、電池セル１２は、電池セル１２と電子デバイスの接点との間の電気的接触を中断することなく電子デバイスに設置されてもよい。
【0032】
ここで図６Ａ～６Ｃを参照すると、正のコネクタ３２は、第１の電気経路５２を含む第１の本体５０を有する。第１の電気接点５４は、第１の本体５０上に配置され、第１の電気経路５４に電気的に接続される。第１の電気接点５４は、電気が第１の電池セル１２の正端子４０から第１の電気経路に通過することを可能にするように適合されている。
【0033】
第１の本体５０は、互いに離れて分岐する第１のアーム５６及び第２のアーム５８を含んでもよい。図６Ａ～６Ｃに図示される実施形態では、第１のアーム５６及び第２のアーム５８は、Ｙ字形状の第１の本体５０を形成する。図６Ａ～図６Ｃに図示される実施形態では、Ｙ字形状の第１の本体５０は、円弧形状の内面５７と、第１のアーム５６と第２のアーム５８とを接続する円弧形状の外面５９とを含む。円弧形状の内面５７は、正端子４０の半径に実質的に類似した半径を含んでもよい。他の実施形態では、円弧状の内面５７は、正端子の半径とは異なる半径を含んでもよい。更に他の実施形態では、第１のアーム５６及び第２のアーム５８は、Ｕ字形状又はＶ字形状を形成し得る。いくつかの実施形態では、第１の本体５０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）によって提供される。
【0034】
第１の磁石６０は、第１の本体５０に接続され、第１の磁石６０は、第１の本体５０を第１の電池セル１２の正端子４０に磁気的に解放可能に固定し、第１の電池セル１２の正端子４０と第１の電気経路５２との間の接触を確立するように適合されている。図１～７の実施形態では、第１の電気接点５４は、カップ形状を有し、第１の磁石６０は、カップ形状の第１の電気接点５４のくぼみ内に少なくとも部分的に据え付けられている。第１の磁石６０は、第１の電気接点５４への磁気吸引によって、又は第１の電気接点５４との干渉嵌合によって所定の位置に保持され得る。他の実施形態では、第１の電気接点５４は、スルーホールを含み得、第１の磁石６０は、スルーホール内に少なくとも部分的に据え付けられ得る。更に他の実施形態では、第１の磁石６０及び第１の電気接点５４は、単一の一体構造に組み合わされ得、又は第１の磁石６０はまた、磁気吸引及び導電性の両方を提供することによって第１の電気接点５４を形成してもよい。図６Ａ～６Ｃに図示される実施形態では、電気接点５４、５５及び磁石６０、６１は、第１のアーム５６及び第２のアーム５８の端部の近くに配置される。他の実施形態では、第１のアーム５６及び第２のアーム５８のうちの１つだけが、第１の電気接点５４及び第１の磁石６０を含み得る。更に他の実施形態では、第１の電気接点５４は、第１のアーム５６上に配置されてもよく、第１の磁石６０は、第２のアーム５８上に配置されてもよい。
【0035】
ここで図７Ａ～７Ｃに目を向けると、負のコネクタ３４は、第２の電気経路７２を含む第２の本体７０を有する。第２の電気接点７４は、第２の本体７０上に配置され、第２の電気経路７２に電気的に接続される。図７Ａ～図７Ｃに図示される実施形態では、第２の電気接点７４は、長方形の接点プレートの形態をとるが、接点プレートは、接点プレートが電池端子への電気的接続を確立することを可能にする任意の形状及び／又はサイズを有し得る。第２の電気接点７４は、電気が第２の電池セル１２の負端子４２から第２の電気経路７２に通過することを可能にするように適合されている。
【0036】
第２の本体７０は、互いに離れて分岐する第１のアーム７６及び第２のアーム７８を含んでもよい。図７Ａ～７Ｃに図示される実施形態では、第１のアーム７６及び第２のアーム７８は、Ｙ字形状の第２の本体７０を形成する。図７Ａ～図７Ｃに図示される実施形態では、Ｙ字形状の第２の本体７０は、円弧形状の内面７７と、第１のアーム７６と第２のアーム７８とを接続する円弧形状の外面７９とを含む。円弧形状の内面７７は、負端子４２の半径に実質的に類似した半径を含んでもよい。他の実施形態では、円弧形状の内面７７は、負端子の半径とは異なる半径を含んでもよい。更に他の実施形態では、第１のアーム５６及び第２のアーム５８は、Ｕ字形状又はＶ字形状を形成し得る。いくつかの実施形態では、第２の本体７０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）によって提供される。
【0037】
第２の磁石８０は、第２の本体７０に接続され、第２の磁石８０は、第２の本体７０を第２の電池セル１２の負端子４２に磁気的に解放可能に固定し、第２の電池セル１２の負端子４２と第２の電気経路７４との間の接触を確立するように適合されている。図１～７の実施形態では、第２の電気接点７４は、カップ形状の保持要素を含み、第２の磁石８０は、第２の電気接点７４のカップ形状の保持要素内に少なくとも部分的に据え付けられている。第２の磁石８０は、第２の電気接点７４への磁気吸引によって、又は第２の電気接点７４との干渉嵌合によって所定の位置に保持され得る。他の実施形態では、第２の電気接点７４は、スルーホールを含み得、第２の磁石８０は、スルーホール内に少なくとも部分的に据え付けられ得る。更に他の実施形態では、第２の磁石８０及び第２の電気接点７４は、単一の一体構造に組み合わされ得、又は第２の磁石８０はまた、磁気吸引及び導電性の両方を提供することによって第２の電気接点７４を形成してもよい。図７Ａ～７Ｃに図示される実施形態では、電気接点７４、７５及び磁石８０、８１は、第１のアーム７６及び第２のアーム７８の端子端部の近くに配置される。他の実施形態では、第１のアーム７６及び第２のアーム７８のうちの１つだけが、第２の電気接点７４及び第２の磁石８０を含み得る。更に他の実施形態では、第２の電気接点７４は、第１のアーム７６上に配置されてもよく、第２の磁石８０は、第２のアーム７８上に配置されてもよい。
【0038】
正のコネクタ３２及び負のコネクタ３４は、ワイヤ３６、３８（図１及び５）によって、電子モジュール３０によって提供される電気回路などの電気回路に電気的に接続される。
【0039】
第１の磁石６０は、正端子４０への磁気吸引によって、正のコネクタ３２を第１の電池セル１２の正端子４０に解放可能に固定する。同様に、第２の磁石８１は、負端子４２への磁気吸引によって、負のコネクタ３４を第２の電池セル１２の負端子４２に解放可能に固定する。図示される実施形態では、複数の第１の磁石６０、６１、及び複数の第２の磁石８０、８１は、電気接続を強化するために、それぞれ、正端子４０及び負端子４２に対称的な磁気吸引を提供する。
【0040】
ここで図８～１０を参照すると、第１及び第２の磁気電池セルコネクタ１３２、１３４の代替の実施形態が図示されている。図８～１０に図示される実施形態では、参照番号は、図１～７に図示される実施形態の同様の要素についての参照番号よりも正確に１００大きい。例えば、図８Ａの第１の又は正のコネクタ１３２は、図５の第１の又は正のコネクタ３２よりも１００大きい。図８～１０の実施形態に図示される任意の要素は、図１～７の実施形態に図示される任意の要素と組み合わせてもよく、その逆もまた同様である。
【0041】
正のコネクタ１３２は、第１の電気経路１５２を含む第１の本体１５０を含む。第１の電気接点１５４は、第１の電気経路１５２に電気的に接続される。第１の電気接点１５４は、導電性プレートを含む。いくつかの非図示の実施形態では、第１の電気経路１５２は、第１の電気接点１５４を含み得、それによって、別個の導電性プレートの必要性を排除する。そのような実施形態では、第１の電気経路１５２は、正端子１４０に面し、正端子１４０に直接接触し、それによって、第１の電気経路１５２と正端子１４０との間に直接電気接続を形成する。そのような実施形態では、第１の電気接点１５４は、第１の電気経路１５２と一体的に形成される。
【0042】
第１の磁石１６０は、第１の本体１５０の開口部に配置される。適切に位置決めされると、第１の磁石１６０は、第１の電気接点１５４を第１の本体１５０と接触して、したがって第１の電気経路１５４と電気接触して磁気的に保持する。第１の磁石１６０はまた、第１の電気接点１５４を磁化することによって、第１の本体１５０を第１の電池セル１１２の正端子１４０に磁気的に解放可能に固定し、したがって、第１の電気接点１５４を通る第１の電池セル１１２の正端子１４０と第１の電気経路１５２との間の接触を確立する。第１の磁石１６０は、ガスケット１５１又は接着剤などの同様の要素によって第１の本体１５０の開口部に保持されてもよい。他の実施形態では、第１の磁石１６０は、第１の本体１５０の開口部に干渉嵌合を形成してもよく、又は接着剤は、第１の磁石１６０を開口部に固定してもよい。
【0043】
ネガティブコネクタ１３４は、第２の電気経路１７２を含む第２の本体１７０を含む。第２の電気接点１７４は、第２の電気経路１７２に電気的に接続されている。第２の電気接点１７４は、強磁性プレートなどの導電性プレートを含む。いくつかの非図示の実施形態では、第２の電気経路１７２は、第２の電気接点１７４を含み得、それによって、別個の導電性プレートの必要性を排除する。そのような実施形態では、第２の電気経路１７２は、負端子１４２に面し、負端子１４２に直接接触し、それによって、第２の電気経路１７２と負端子１４２との間に直接電気接続を形成する。そのような実施形態では、第２の電気接点１７４は、第２の電気経路１７２と一体的に形成される。
【0044】
第２の磁石１８０は、第２の本体１７０の開口部に配置される。適切に位置決めされると、第２の磁石１８０は、第２の電気接点１７４を第２の本体１７０と接触させて第２の電気接点１７４を磁気的に保持し、したがって、第２の電気経路１７２と電気接触させる。第２の磁石１８０はまた、第２の電気接点１７４を磁化することによって第２の本体１７０を電池セル１１２の負端子１４２に磁気的に解放可能に固定し、したがって、第２の電気接点１７４を介して電池セル１１２の負端子１４２と第２の電気経路１７２との間の接触を確立する。任意の固定磁石１６１はまた、負端子１４２への保持において、第２の本体１７０上の他の位置に配置されてもよい。図１０Ａ及び１０Ｂの実施形態は、第２の磁石が、負端子の隆起した環状表面だけでなく、負端子の平らなディスク形状の表面に磁気的に引き付けられるので、電池セル１１２が、負端子の面上の磁気電気接続を妨げる絶縁電池ラベルを有するとき、負端子１４２に特に有利な磁気接続を提供し得る。円弧形状の磁石を含み得る第２の磁石１８０はまた、負端子１４２の隆起した環状縁部に電気的接続を提供する。
【0045】
【0046】
本明細書に開示される寸法及び値は、列挙される正確な数値に厳密に制限されるものとは理解されない。代わりに、特に指定のない限り、このような各寸法は、列挙される値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。
【0047】
任意の相互参照又は関連する特許又は出願、並びに本出願が優先権又はそれらの利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本明細書で引用される全ての文書は、明示的に除外又は別段の制限がない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。任意の文書の引用は、それが本明細書に開示又は特許請求される任意の発明に関して先行技術であること、又はそれが単独で、又は任意の他の参照又は複数の参照との任意の組み合わせで、そのような発明を教示、示唆、又は開示することを認めるものではない。更に、本文書内の用語の意味又は定義が、参照により組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書内でその用語に割り当てられた意味又は定義が優先されるものとする。
【0048】
本発明の特定の実施形態を図示し、説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な他の変更及び修正を行うことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲において、本発明の範囲内にあるこのような全ての変更及び修正を包含することが意図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】