电池组件的制作方法

1.本发明涉及一种电池组件，具体而言，本发明是关于一种具有两段式卡合机制的电池组件。


背景技术：

2.一般电动自行车是利用电池作为电动马达的动力来源，而电池通常附挂在自行车的车架上。为了避免电池受震脱离车架，通常会藉由锁定机制加强电池的固定。然而，当使用者拆卸电池时，通常需要用一只手扶住电池，再用另一只手解除锁定，以避免解除锁定后电池直接自车架掉落，从而现有方式容易造成电池损伤及操作上的不便。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中的问题，本发明提供一种电池组件以解决上述问题。
4.因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种电池组件，包含：电池、第一卡合部及第二卡合部，该第一卡合部及该第二卡合部设置于该电池的端部，且该第二卡合部可沿该端部的端面转动；以及
5.电池固定座，该电池单元可拆卸地设置于该电池固定座上，该电池固定座包含卡止件，该卡止件选择性与该第一卡合部或该第二卡合部卡合，以将该电池单元定位于第一位置或第二位置，
6.当该卡止件与该第一卡合部沿解锁方向相对移动解除卡合时，该电池单元沿脱离方向自该第一位置移动至该卡止件与该第二卡合部卡合的该第二位置，并容许该第二卡合部沿该端面转动以解除与该卡止件的卡合，使得该电池单元沿该脱离方向再次移动以脱离该电池固定座。
7.作为可选的技术方案，该电池组件还包含锁具，该锁具设置于该电池固定座以耦接该卡止件，该锁具于锁定状态时，限制该卡止件与该第一卡合部相对移动而保持卡合，且该锁具于解锁状态时，带动该卡止件沿该解锁方向移动，以解除该卡止件与该第一卡合部的卡合。
8.作为可选的技术方案，其中该电池单元包含活动件，该第二卡合部设置于该活动件的一端，且该活动件相对于该第二卡合部的另一端作为操作部，该操作部接受受到外力后驱使该活动件转动，而带动该第二卡合部远离该卡止件以解除卡合。
9.作为可选的技术方案，其中该电池单元具有定位柱，该定位柱设置于该端部，该活动件可转动地套设于该定位柱。
10.作为可选的技术方案，其中该电池单元更还包含扭簧，该扭簧设置于该定位柱及该活动件之间，使得该操作部在未接受受到外力时，该第二卡合部保持在接近该第一卡合部的位置，且该操作部在接受受到外力时，该第二卡合部朝远离该第一卡合部的方向转动。
11.作为可选的技术方案，该电池单元具有定位孔，该定位孔设置于该端部，该扭簧的第一端定位于该定位孔中，且该扭簧的第二端受该端部限位。
12.作为可选的技术方案，该电池单元具有限位部，该限位部设置于该端部，当该活动件转动时，该限位部限制该活动件的转动范围。
13.作为可选的技术方案，其中该限位部为具有两相邻侧边的角形块，该活动件套设于该定位柱时，该活动件覆盖该角形块。
14.作为可选的技术方案，其中该电池单元更还包含突出部，其中该突出部设置于该端部且朝该电池固定座突出，以界定该第二卡合部于该端部的设置空间。
15.作为可选的技术方案，其中该电池单元更还包含一缓冲材，其中该缓冲材设置于该突出部，用以与该电池固定座接触。
16.作为可选的技术方案，该电池组件更还包含弹性件，其中该弹性件设置于该电池固定座，当该卡止件与该第一卡合部或该第二卡合部解除卡合时，该弹性件提供回复力促使该电池单元沿该脱离方向移动。
17.作为可选的技术方案，该电池组件还包含支架及垫片，其中该电池固定座设置于该支架，且该垫片设置于该支架及该弹性件之间，以调整该电池固定座与该支架之间的距离。
18.相比于现有技术，本发明的电池组件包含电池固定座及可拆卸地设置于电池固定座上的电池单元。电池单元包含电池、第一卡合部及第二卡合部，第一卡合部及第二卡合部设置于电池的端部，且第二卡合部可沿端部的端面转动。电池固定座包含卡止件，选择性与第一卡合部或第二卡合部卡合，以定位电池单元于第一位置或第二位置。当卡止件与第一卡合部沿解锁方向相对移动解除卡合时，电池单元沿脱离方向自第一位置移动至卡止件与第二卡合部卡合的第二位置，并容许第二卡合部沿端面转动以解除与卡止件的卡合，使得电池单元沿脱离方向再次移动以脱离电池固定座。本发明的电池组件可应用于任何需要两段式拆卸操作的装置，以提供安全、便利的方式拆卸电池组件。
19.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
20.图1为本发明实施例的电池组件的立体示意图。
21.图2a为图1的电池单元的局部放大分解示意图。
22.图2b为图2a的电池单元中的活动件的另一视角的示意图。
23.图3为图1的电池固定座的分解示意图。
24.图4a为本发明另一实施例的电池组件的示意图。
25.图4b为图4a的电池固定座的局部分解示意图。
26.图5a为本发明实施例的电池固定座将电池单元定位于第一位置时的剖面视图。
27.图5b为图5a的局部放大示意图。
28.图5c为图5a的电池单元的第二卡合部的状态示意图。
29.图6a为本发明实施例电池固定座将电池单元定位于第二位置的剖面视图。
30.图6b为图6a的局部放大示意图。
31.图6c为图6a的电池单元的第二卡合部的状态示意图。
32.图7a为本发明一实施例电池单元脱离电池固定座的剖面视图。
33.图7b为图7a的局部放大示意图。
34.图7c为图7a的电池单元的第二卡合部的状态示意图。
具体实施方式
35.为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
36.本发明提供一种电池组件，其可应用于电动自行车，但不以此为限。本发明的电池组件可应用于任何需要两段式拆卸操作的装置，以提供安全、便利的方式拆卸电池组件。于后参考图式，详细说明本发明实施例的电池组件各元件的结构及操作。
37.图1为本发明实施例的电池组件的立体示意图。如图1所示，电池组件1包含电池单元10及电池固定座20。电池单元10可拆卸地设置于电池固定座20上。电池单元10包含电池110、第一卡合部122及第二卡合部124。第一卡合部122及第二卡合部124设置于电池110的端部112，且第二卡合部124可沿端部112的端面1121转动。电池固定座20包含卡止件210。卡止件210可选择性与第一卡合部122或第二卡合部124卡合，以定位电池单元10于第一位置或第二位置。当卡止件210与第一卡合部122沿解锁方向d1(标示于图3)相对移动解除卡合时，电池单元10沿脱离方向d2(标示于图2a)自第一位置移动至卡止件210与第二卡合部124卡合的第二位置，并容许第二卡合部124沿端面1121转动以解除与卡止件210的卡合，使得电池单元10脱离电池固定座20。
38.请同时参考图1及图2a，其中图2a为图1的电池单元的局部放大分解示意图。具体而言，电池110于长轴方向具有相对的两端部112及114，其中端部112邻近电池固定座20，且另一端部114远离电池固定座20。端面1121为端部112面对电池固定座20的表面。于本实施例中，电池110于端部112设置有电池盖130，而端面1121可为电池盖130面对电池固定座20的表面。于本实施例中，第一卡合部122及第二卡合部124为分离的两个部件。举例而言，第一卡合部122可为形成于电池盖130上的卡勾或卡合面，而第二卡合部124为可转动地设置于电池盖130上的部件。
39.于本实施例中，电池单元10包含活动件120。第二卡合部124设置于活动件120的一端，且活动件120相对于第二卡合部124的另一端作为操作部126。操作部126受到外力后驱使活动件120转动，从而带动第二卡合部124远离卡止件210以解除卡合。具体而言，活动件120可转动地设置于端部112，且活动件120较佳平行于端面1121转动，亦即活动件120的转动轴实质平行于端面1121的法线方向，或垂直于端面1121。第二卡合部124可为设置于活动件120的端部的卡钩。活动件120的转动轴较佳设置于第二卡合部124及操作部126之间，且操作部126为自转动轴背向第二卡合部124延伸的柱体或块体。于本实施例中，第二卡合部124可相对于操作部126倾斜预定角度，即第二卡合部124与操作部126之间的夹角小于180度(例如活动件120为弓形棒)，使得第二卡合部124朝第一卡合部122弯曲，从而可减少第二卡合部124与卡止件210解除卡合(或卡合)所需的转动空间，但不以此为限。依据实际应用，活动件120可具有任何合宜的形状，例如于另一实施例活动件120可为线形棒，但不以此为限。第二卡合部124及操作部126较佳相对于活动件120的转动轴设置于相对两端，使得操作部126受到外力驱使活动件120转动时，可带动第二卡合部124相应转动。换言之，操作部126受到外力后转动的方向与第二卡合部124的转动方向相同，而操作部126受到的外力位移的方向与第二卡合部124移动的位移方向相反。
40.活动件120与端部112之间可具有枢接机构，以使得活动件120与端部112可转动地连接，从而活动件可沿端部112的端面1121转动。于本实施例中，电池单元10具有定位柱132，定位柱132设置于端部112上，活动件120可转动地套设于定位柱132上。举例而言，定位柱132可为设置于电池盖130并具有螺孔1322的凸柱，活动件120具有对应定位柱132的通孔128，使得活动件120藉由通孔128套设于定位柱132，并藉由螺栓140穿过通孔128锁固于螺孔1322，以使活动件120可转动地套设于定位柱132。藉此，定位柱132可视为活动件120沿端面1121转动的转动轴，但不以此为限。于另一实施例(未绘示)，电池单元10可不具有定位柱132，而使螺孔1322直接开设于端面1121，并藉由螺栓140将活动件120可转动地设置于端面1121。藉此，螺栓140可视为活动件120沿端面1121转动的转动轴。
41.定位柱132较佳相对于脱离方向d2位于第一卡合部122的侧边，使得活动件120套设于定位柱132时，第二卡合部124、第一卡合部122及操作部126沿电池单元10自电池固定座20的脱离方向d2依序设置，亦即第二卡合部124、第一卡合部122及操作部126分别位于脱离方向d2的上游、中游及下游。换句话说，当脱离方向d2为向下脱离时，第二卡合部124、第一卡合部122及操作部126依序由上往下设置。操作部126受到外力后驱使活动件120转动，例如当使用者推压操作部126时，以驱使活动件120转动，从而带动第二卡合部124相应移动而远离卡止件210。在脱离方向d2上，第二卡合部124至少部分位于第一卡合部122外侧。换句话说，在解锁方向d1上，第二卡合部124比第一卡合部122更接近电池固定座20。
42.于本实施例中，电池单元10可还包含扭簧150，且扭簧150设置于定位柱132及活动件120之间，使得操作部126在未受到外力时，第二卡合部124保持在接近第一卡合部122的位置，且操作部126在受到外力时，第二卡合部124朝远离第一卡合部122的方向转动。于本实施例中，如图2a所示，电池单元10具有定位孔134，定位孔134设置于端部112。扭簧150套设于电池110的端部112的定位柱132，使得扭簧150的第一端152定位于定位孔134中，且扭簧150的第二端154受端部112(例如突出部160，于后说明)限位。扭簧150提供预力，以使第二卡合部124保持在接近第一卡合部122的位置，亦即保持在可与卡止件210干涉的位置。
43.于本实施例中，电池单元10进一步具有限位部136，限位部136设置于端部112。当活动件120转动时，限位部136限制活动件120的转动。具体而言，如图2a所示，限位部136为具有两相邻侧边1362、1364的角形块，且限位部136邻近于定位柱132。当活动件120套设于定位柱132时，活动件120覆盖角形块的限位部136。举例而言，如图2b所示，活动件120可于面对端部112的一侧具有收纳空间121，当活动件120套设于定位柱132时，限位部136位于收纳空间121中。当活动件120沿端面1121转动时，活动件120于收纳空间121两侧的侧壁120a、120b可选择性地接触限位部136的两相邻侧边1362、1364，以限制活动件120的转动范围，但不以此为限。于另一实施例(未绘示)，限位部可为设置于活动件120两侧壁120a、120b外的凸块，以限制活动件120在两凸块之间转动，借此以限制活动件120的转动范围。
44.于本实施例中，电池单元10较佳进一步包含突出部160，其中突出部160设置于端部112且朝电池固定座20突出，以作为界定第二卡合部124于端部112的设置空间。举例而言，两个柱体分别自电池盖130的相对两侧朝电池固定座20的方向突起以作为突出部160，使得第二卡合部124设置于端部112时较佳在垂直端面1121的方向不超出突出部160。亦即，突出部160可作为电池单元10用以与电池固定座20接触的部件。再者，于此实施例，突出部160亦可作为限制扭簧150的第二端154的限位结构，例如扭簧150的第二端154抵接于突出
部160的下侧，以提供使第二卡合部124保持在接近第一卡合部122的位置的预力。于本实施例中，电池单元10可还包含缓冲材165，其中缓冲材165较佳设置于突出部160，用以与电池固定座20接触。举例而言，缓冲材165可包含弹性材料，例如橡胶或聚合物，用以减缓电池单元10与电池固定座20接触时的撞击力，或增进电池单元10与电池固定座20之间的紧密性，并可增加电池单元10与电池固定座20之间的摩擦力，以减缓电池单元10相对电池固定座20移动的速度。
45.请同时参考图1及图3，其中图3为图1的电池固定座的分解示意图。于本实施例中，电池固定座20可还包含锁具220、基座230及弹性元件238。锁具220设置于电池固定座20以耦接卡止件210。具体而言，锁具220及卡止件210分别设置于基座230的相对两侧，且弹性元件238设置于锁具220及卡止件210之间。因应锁具220的锁定及解锁，可限制或容许卡止件210沿解锁方向d1移动。举例而言，锁具220于锁定状态时，限制卡止件210与第一卡合部122沿解锁方向d1相对移动而保持卡合；锁具220于解锁状态时，带动卡止件210沿解锁方向d1移动，以解除卡止件210与第一卡合部122的卡合。
46.卡止件210具有卡止部212，卡止部212朝外突出，即朝电池单元10的方向突出。卡止部212可为具有对应第一卡合部122及第二卡合部124的形状的卡勾形式，以与第一卡合部122或第二卡合部124卡合。卡止件210还具有耦接孔214，用以与锁具220耦接。于本实施例中，耦接孔214具有相互连通的第一孔部214a及第二孔部214b，且第一孔部214a的孔径大于第二孔部214b的孔径，以形成葫芦形耦接孔214。
47.锁具220包含锁本体222及驱动轴224。驱动轴224连接锁本体222，且对应于锁本体222的锁定及解锁相对于锁本体222伸长或回缩，即平行解锁方向d1伸长或回缩。举例而言，锁本体222可为钥匙锁或号码锁，并藉由钥匙或密码设定而处于锁定状态或解锁状态。当锁本体222处于锁定状态时，驱动轴224相对于锁本体222为伸长状态。当锁本体222处于解锁状态时，驱动轴224相对于锁本体222为回缩状态。亦即，驱动轴224为伸长状态时相对于锁本体222伸出的长度大于驱动轴224为回缩状态时相对于锁本体222伸出的长度。驱动轴224沿长轴方向包含颈部段226及头部段228，且颈部段226垂直于长轴方向(或伸缩方向)的宽度(或径向直径)小于头部段228垂直于长轴方向(或伸缩方向)的宽度(或径向直径)。亦即，颈部段226相对于头部段228内缩。
48.基座230较佳为中空壳体形式，以容许卡止件210在基座230中相对于基座230移动。于本实施例中，基座230包含侧板232及座体234。座体234为内部具有容置空间2342的壳体，且侧板232设置于座体234的开放侧，以与座体234共同包围容置空间2342。侧板232可藉由锁固、卡合、黏着、焊接等方式与座体234连接，但不以此为限。侧板232邻近锁具220并具有通孔2322，且座体234具有开口2344，通孔2322及开口2344与容置空间2342连通。通孔2322的尺寸对应驱动轴224，以容许驱动轴224通过，且开口2344的尺寸至少对应卡止部212，以容许卡止部212(及驱动轴224)伸出。
49.锁具220设置于侧板232的外侧，且驱动轴224穿过通孔2322及容置空间2342。弹性元件238(例如螺旋弹簧)设置于侧板232及卡止件210之间，并套设于驱动轴224。第一孔部214a的孔径对应驱动轴224的头部段228，且第二孔部214b的孔径对应颈部段226，以容许驱动轴224自第一孔部214a通过耦接孔214，使得头部段228位于卡止件210邻近座体234的一侧，且颈部段226位于耦接孔214的第一孔部214a中。藉此，组装时，可朝第二孔部214b移动
驱动轴224，以使颈部段226与第二孔部214b卡合，使得驱动轴224稳固地耦接卡止件210而形成连动机构，且卡止部212裸露于开口2344。
50.参考图4a及图4b，图4a为本发明另一实施例的电池组件的示意图；图4b为图4a的电池固定座的局部分解示意图。如图4a及图4b所示，电池组件10还包含弹性件240，其中弹性件240设置于电池固定座20。当卡止件210与第一卡合部122或第二卡合部124解除卡合时，弹性件240提供回复力促使电池单元10沿脱离方向d2移动。具体而言，弹性件240可实施为板簧形式，且可藉由锁固、卡合等方式固定于电池固定座20的基座230。举例而言，弹性件240具有连接部242、延伸部244及抵接部246。连接部242用以与电池固定座20连接。延伸部244自连接部242朝脱离方向d2(例如向下)延伸而出，使得延伸部244与连接部242之间的夹角小于180度。可依据电池单元10保持于第一位置时电池110与连接部242之间的距离以及弹性件240欲施加于电池110的回复力大小，选择延伸部244的延伸长度及相对于连接部242的弯折角度。延伸部244的末端(即远离连接部242的一端)较佳弯折形成抵接部246，以藉由抵接部246确保与电池单元10的接触，但不以此为限。于另一实施例，延伸部244的末端可不具有弯折部分，而是藉由延伸部244的自由端作为与电池单元10接触的抵接部246。
51.再者，电池组件10可还包含支架30及垫片250。电池固定座20可设置于支架30，且垫片250设置于支架30及弹性件240之间，以调整电池固定座20与支架30之间的距离。具体而言，于本实施例中，支架30可为电池组件10的部件，使得电池组件10可藉由支架30装设于电动自行车的车架，并藉由垫片250调整电池固定座20与支架30之间的距离，以满足不同车架设计的空间需求，而无须重新设计改变基座230的尺寸。于另一实施例，支架30可为电动自行车的车架，电池固定座20可藉由垫片250调整与电动自行车的车架之间的距离。此外，电动自行车的连接器40亦可对应电池固定座20设置于支架30的相对端，使得连接器40与电池固定座20之间的距离实质等于电池单元10沿长轴方向的长度。藉此，当电池单元10设置于电池固定座20时，电池单元10设置于电池110的端部114的电接点116可与连接器40的电接点42(参见图5a)电连接，并藉由缓冲材165加强紧固性，以稳定的供应电力至电动自行车的驱动装置。如图4b所示，于本实施例中，电池固定座20、弹性件240、垫片250及支架30之间分别藉由螺栓142、144相互连接，但不以此为限。于其他实施例，电池固定座20、弹性件240、垫片250及支架30之间可藉由卡合、焊接等方式相互连接。
52.于后，请参考图5a至图7a，图5a及图6a分别为电池固定座20将电池单元10定位于第一位置及第二位置的剖面视图，而图7a为电池单元10脱离电池固定座20的剖面视图。如图5a及图5b的局部放大图所示，当卡止件210与第一卡合部122卡合时，电池固定座20将电池单元10定位于第一位置。第一位置为电池单元10与电池固定座20结合且被锁定的位置。举例而言，在第一位置时，锁具220可进行锁定或解锁的操作。当锁具220处于锁定状态时，驱动轴224为伸长状态且无法相对于锁本体222移动，使得卡止件210与第一卡合部122无法沿解锁方向d1相对移动，即保持卡合状态，从而将电池单元10锁定于电池固定座20，且电池单元10与连接器40电连接，即电接点116电连接电接点42。于此实施例，如图5b所示，当电池固定座20将电池单元10定位于第一位置时，第一卡合部122沿卡止部212的延伸方向(即解锁方向d1)卡合卡止部212，且电池110朝支架30方向压抵弹性件240，使得弹性件240弹性变形。如图5b及5c所示，当电池固定座20将电池单元10定位于第一位置时，扭簧150的预力(弹力)使第二卡合部124保持在接近第一卡合部122的位置，亦即第二卡合部124在脱离方向d2
上的投影至少部分在第一卡合部122的外侧并与卡止件210的卡止部212部分重合。
53.如图6a及图6b的局部放大图所示，当锁具220由锁定状态变成解锁状态时，驱动轴224朝锁本体222移动(即回缩)，以带动卡止件210沿解锁方向d1移动远离第一卡合部122而解除卡合状态，电池单元10沿脱离方向d2自第一位置移动至卡止件210与第二卡合部124卡合的第二位置。举例而言，当卡止件210与第一卡合部122解除卡合时，电池单元10可藉由重力(及弹性件240的回复力)相对于电池固定座20向下移动，而藉由第二卡合部124与卡止件210卡合定位于第二位置。具体而言，第二卡合部124自卡止部212的延伸方向(即解锁方向d1)的侧边朝卡止部212延伸卡合卡止部212，使得第二卡合部124在解锁方向d1上的厚度可依据实际需求调整，藉此可有效缩减电池单元10及电池固定座20之间所需的卡合空间。于此实施例，如图6a及6b所示，当卡止件210与第一卡合部122解除卡合时，受电池110压抵变形的弹性件240可提供弹力(回复力)促使电池单元10沿脱离方向d2移动至卡止件210与第二卡合部124卡合的第二位置。当电池固定座20将电池单元10定位于第二位置时，锁具220仍处于解锁状态，且可容许第二卡合部124沿端面1121转动。具体而言，如图6b及图6c所示，当电池固定座20将电池单元10定位于第二位置时，使用者可施加外力f于操作部126，使得操作部126受外力f驱使活动件120转动，而带动第二卡合部124转动远离卡止件210，以解除与卡止部212的卡合。亦即，使用者施加外力f于操作部126时，活动件120的转动轴实质平行解锁方向d1，而可平行于端面1121沿转动方向r1(例如顺时针方向)转动至虚线所示的位置，即远离第一卡合部122的位置。于此实施例，解锁方向d1实质垂直于脱离方向d2，亦即解锁方向d1及脱离方向d2为实质正交的两方向，但不以此为限。于其他实施例，解锁方向d1及脱离方向d2之间的夹角可大于或小于90度。此外，图2a所示的限位部136可设置在活动件120与虚线所示活动件120的重叠区域，以限制活动件120的转动范围，从而可避免外力f过大造成活动件120过度转动。
54.如图7a及图7b所示，操作部126受到外力后驱使活动件120转动，从而带动第二卡合部124远离卡止件210以解除卡合时，电池单元10可藉由重力(及弹性件240的回复力)沿脱离方向d2相对于电池固定座20再次移动而脱离电池固定座20及连接器40。再者，如图7c所示，当电池单元10脱离电池固定座20且外力f被释放时，扭簧150可提供回复力驱使活动件120平行于端面1121沿反向转动方向r2(例如逆时针方向)转动至虚线所示的位置，即图5c所示接近第一卡合部122的位置。
55.再者，将锁具220设定于解锁状态，依据图5a至图7a所示的顺序反向操作，可将电池单元10安装于电池固定座20。具体而言，可施加外力f于操作部126使得第二卡合部124远离卡止部212的位置(即远离第一卡合部122)，并朝安装方向(即脱离方向d2的反向)推压电池单元10，而使电池单元10安装于电池固定座20并与连接器40电连接。
56.综上所述，本发明的电池组件可应用于任何需要两段式拆卸操作的装置，以提供安全、便利的方式拆卸电池组件。
57.本发明已由上述实施例加以描述，然而上述实施例仅为例示目的而非用于限制。熟此技艺者当知在不悖离本发明精神下，于此特别说明的实施例可有例示实施例的其他修改。因此，本发明范畴亦涵盖此类修改且仅由所附申请专利范围限制。
58.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形
都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。