JP2004134271A - ボタン電池ホルダー及びその接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】振動、衝撃等に起因するチャタリング現象による誤動作を防ぐことができ、また、半田作業を無くすことができるボタン電池ホルダー及びその接続構造を提供する。
【解決手段】ボタン電池１を収納する絶縁ホルダー５と絶縁ホルダー５を回路基板１５へ固定する保持具７とからなり、絶縁ホルダー５は弾性材料で有底筒形に形成し、その底部のほぼ中央にボタン電池１の一方の電極に接続する第一の接続端子６を設け、前記保持具７は保持脚８とボタン電池の他の電極と接続する第二の接続端子１１を先端に有する電極脚１０とを具有することを特徴とする。絶縁ホルダー５を覆う形に形成された保持具７の保持脚８が、ボタン電池１の両端（ボタン電池が円形の場合には直径の両端）の位置に２箇所設けられ、電極脚１０が保持脚８とほぼ垂直の位置に設けられるものであることが好ましい。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、自動車などキーレスエントリスイッチシステムの発信機、携帯電話機、電卓、時計等の小型機器に使用されるボタン電池を収容、接続させるボタン電池ホルダー及びその接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のドアやトランクなどを開閉操作するリモコンスイッチ、カメラのシャッターを押すリモコンスイッチ等、キーレスエントリシステムの発信機は、図示しないが、例えば手に握れる小型サイズに構成され、回路基板に電気出力を供給するボタン電池が交換可能に装着される。携帯電話機、電卓、時計などの小型機器にもボタン電池が交換可能なように組み込まれている。このボタン電池は、一般的には小型コインタイプからなり、キーレスエントリシステムの発信機、小型機器の回路基板に金属製の接続端子を組み込んだケーシング（例えば、特許文献１参照）、あるいは金属製板バネの端子を備えたモールド製ホルダー（例えば、特許文献２参照）を介して間接的に装着されている。前者では、接触子の先端部が回路基板に半田固定され接触することにより電気的な導通が確保される。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−１３１７５３号公報
【特許文献１】
実公平６−４４０２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキーレスエントリシステムの発信機、小型機器（以下、総称してキーレス発信機という）のボタン電池は、上述の、接続による回路基板に対する給電のみが重要視され、その他の部分については特に考慮されていない。したがって、キーレス発信機が過誤等により高所から落下すると、金属製板バネ・接続端子に振動、衝撃が伝わるのを有効に抑制することができない。この結果、金属製板バネとボタン電池との接続が瞬間的に切断されることによる、チャタリング現象が起き、キーレス発信機が誤動作するという大きな問題が起きる例が見られた。
【０００５】
さらに、回路基板に複数の接触子の先端部等をそれぞれ半田接続することで、ボタン電池の接続、導通を確保することができるが、製造アセンブリの煩雑化、複雑化、コスト高になるという問題もあった。
本発明は、上記に鑑みなされたもので、例えば振動、衝撃等が作用しても、ボタン電池の電極に対する接続が瞬間的に切断されることがなく、チャタリング現象による誤動作を防ぐことができ、また、半田作業を無くすことによって作業の迅速簡素化、容易化等を図ることができるボタン電池ホルダー及びその接続構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のボタン電池ホルダーは、上記の課題を解決するために、ボタン電池を収納する絶縁ホルダーと前記絶縁ホルダーを回路基板へ固定する保持具とからなり、前記絶縁ホルダーは弾性材料で有底筒形に形成し、その底部のほぼ中央にボタン電池の一方の電極に接続する第一の接続端子を設け、前記保持具は保持脚とボタン電池の他の電極と接続する第二の接続端子を先端に有する電極脚とを具有することを特徴とする。前記絶縁ホルダーを覆う形に形成された保持具の前記保持脚が、ボタン電池の両端（ボタン電池が円形の場合には直径の両端）の位置に２箇所設けられ、前記電極脚が前記保持脚とほぼ垂直の位置に設けられるものであることが好ましい。
また、本発明のボタン電池の接続構造は、請求項１又は２に記載のボタン電池ホルダーを用いたものであって、前記保持脚の先端に形成された保持爪が回路基板に係合して前記ボタン電池ホルダーが固定されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の１実施の形態を詳細に説明する。
図１は、ボタン電池がボタン電池ホルダーに収納されて回路基板とラバースイッチと共にケースに収納されている状態を示す説明図である。図２は、図１のボタン電池ホルダーの周辺を拡大して示す説明図である。図３は、ボタン電池ホルダーを示す斜視説明図である。
図１において、１４はキーレス発信機である。絶縁ホルダー５と保持具７とからなるボタン電池ホルダー４が回路基板１５に保持固定され、ラバースイッチ構造体１９と共に上部ケース２４、下部ケース２５に収納されている。ボタン電池１は絶縁弾性体からなる絶縁ホルダー５に嵌合収納され、保持具７を介して回路基板１５に保持固定される。
【０００８】
図２に示すように、ボタン電池１を嵌合収納する絶縁ホルダー５は、基本的に弾性絶縁材料からなり、ほぼ有底筒形に形成されている。そして、絶縁ホルダー５の底部中央部には、ボタン電池１の凸電極（マイナス極）３と回路基板１５のマイナス側電極１７とを電気接続させる第一の接続端子６が設けられている。
図３に示すように、ボタン電池を収納した絶縁ホルダー５は、保持具７に収納される。保持具７は、頂部がボタン電池１の外周電極の平面部（プラス極２）に圧接するプラス側接続部１２であり、プラス側接続部１２の相対向する位置（円形であれば直径の両端位置）に２箇所保持脚８が、また、前記保持脚とほぼ直角の位置に電極脚１０が、それぞれ保持具７のプラス側接続部１２の面にほぼ垂直に立設される。保持具７の電極脚が設けられていない絶縁ホルダー５の開口部１３側からボタン電池が嵌合着脱される。
【０００９】
電極脚１０には、ボタン電池１のプラス極２と回路基板１５のプラス側電極１６とを電気接続させる導電部材が埋め込まれ、電極脚１０の先端は絶縁ホルダー５に沿った形状に覆う形に屈曲され、回路基板１５のプラス側電極１６に対向する位置で第二の接続端子１１となっている。
保持具のプラス側接続部１２は、ボタン電池に確実に接続できるように凹形状に形成されるとよい。
保持具７の保持脚８は、先端部に係合爪９を有し、回路基板１５に設けられた保持脚用孔を通して回路基板１５の裏面に係合爪９を用いて保持固定されることによりボタン電池１を押圧し、第一の接続端子６および第二の接続端子１１が回路基板１５のマイナス側電極１７、プラス側電極１６に確実に圧接接続できる。
【００１０】
図１に戻って、キーレス発信機１４に組み込まれるラバースイッチ構造体１９は、回路基板１５の接点用電極１８をオンオフ操作するためのラバースイッチ２０、ラバースイッチ２０を回路基板１５から離隔するスイッチ脚２１、フランジ２２およびフランジ２２の一部に凹所として形成されたボタン電池収納凹部２３からなる。フランジ２２は、着脱自在な上部ケース２４と下部ケース２５とに狭持されてガスケット機能を有するようにすることが好ましい。
【００１１】
本発明において、ボタン電池１は、薄くて大きいものでも良いし、厚くて小さいものでも良い。このボタン電池１にはコイン電池も含まれる。
ボタン電池１は、例えばコインタイプの二酸化マンガンリチウム電池からなり、薄く丸い円盤形とされる。このボタン電池は、一般的には一つの表面の中央部が円形のマイナス極３であり、その他の表面外周全面がプラス極２とされる。本発明は、ボタン電池は一般的なコイン電池の場合で説明しいるが、これに限定するものではない。
絶縁ホルダー５は、ほぼ有底筒形に形成されるものであれば、有底の円筒形、四角形、六角形、八角形等の角筒形、多角形の筒形、だ円の筒形、又はこれらを組み合わせた形状等に形成することができる。ほぼ有底筒形には、単純有底筒形（断面が上向きコの字状）と、おおよそ有底筒形と認められるもの（単純通底筒形の自由端に内方に向かうリブが設けられている形状）のいずれも含まれる。
【００１２】
絶縁ホルダー５は、ボタン電池の大きさ・形に対応した形状に成形されるが、例えば緩衝性を有する有底円筒形に成形され、開口部１３からボタン電池１を着脱自在に嵌合収納する。
絶縁ホルダー５は、ボタン電池１がボタン電池ホルダー４内に収納されやすく、キーレス発信機１４に組み込れた時に圧縮弾性を要求されることから、各種のエラストマーを用いるのが良い。絶縁性、加工性、圧縮永久歪、耐候性、コストなどを考慮するとシリコーンゴムが最適である。
この絶縁ホルダーのゴム硬度は、緩衝性、取り扱い性等から２０〜７０°Ｈ、好ましくは４０〜６０°Ｈが適している。
【００１３】
ボタン電池の凸電極を接続される第一の接続端子６は、絶縁ホルダー５の底部中央部に、例えばほぼ円板形、又はほぼ四角形の、絶縁弾性体内に所定の間隔で導電部材が１列ないし２列に並べて埋設されるものであり得る。導電部材、例えば導電細線を絶縁弾性体内のＸＹ方向（上下方向）に高密度に並設（１列ないし２列）させ、上下の両端部が絶縁弾性体の表裏面からそれぞれ僅かに露出するようにしたものであり得る。各導電細線の露出部、あるいは導電細線周面に金メッキを設けることは、より接触抵抗を低減させることから好ましい。
【００１４】
また、絶縁弾性体内に連続鎖状金属粒子を上下方向に設け、円柱形の導電ピンとして１本〜３本程度設けるものでもあり得る。連続鎖状金属粒子による導電ピンは、上下方向に高密度に配向されており、外形を約φ１ｍｍとし、例えばより安定した接続を得るために正三角形に配置される。
これらの中でも好ましくは、平面視で円板形の形状とするものである。
このような第一の接続端子６は、一側がボタン電池１のマイナス極３に接触するとともに、他側を回路基板１５のマイナス側電極１７に押圧圧縮されて接触することでマイナス側の導通を確保する。
【００１５】
この第一の接続端子６を構成する絶縁弾性体は、圧縮変形が必要となるので、硬度が低く、耐候性、絶縁性、圧縮永久歪等を考慮して、各種の合成ゴム、各種のエラストマーが採用され得る。汎用のエンジニアリングプラスチックでも良い。各種合成ゴムの内、シリコーンゴムがそれらの諸性能を満足するものとして最適である。
絶縁弾性体の硬度は、圧縮変形性、柔軟性確保等により２０〜４０°Ｈ程度の範囲に設定するとよい。なお、絶縁ホルダーの絶縁材料と第一の接続端子を構成する絶縁弾性体の材料とは、同一の素材とすることも可能であるし、また、その硬度も、同硬度でも、異なる硬度とすることも可能である。また、両者を一体成形することもできるし、接着剤により一体化することも可能である。
以上に挙げたものの外、導電板バネ、導電プローブなども採用され得る。
【００１６】
キーレス発信機全体の電力消費を抑えるためには、これら接続抵抗を極力抑えることが必要であり、しかも薄型小型化、コスト低減、振動等への信頼性を考慮すると、好ましくは金属細線、連続鎖状金属粒子による接続端子とすることが好ましい。この金属細線、連続鎖状金属粒子を配した絶縁弾性体からなる接続端子は、角柱形状に形成し設けても良いし、円筒形状に形成することもできる。円筒形状を小円筒形状に形成し、複数個、例えば３個程度で一つの接続端子を構成させても良い。
金属細線、連続鎖状金属粒子に換えて、金属粒子等の導電性粒子を絶縁弾性体に分散させたラバーコンタクトを用いることもできる。分散させる導電性粒子としては、銀粒子、金メッキ粒子など低抵抗のものが好ましい。
さらに、絶縁層とこの導電性粒子含有の導電層とが交互に積層されたいわゆるゼブラ型ラバーコンタクトとすることもできる。ラバーコンタクトを導電ピン形状に形成として用いることができる。これらのラバーコンタクトとしては、絶縁性、繰り返し耐久性、耐候性、加工性に優れるシリコーンゴムが最適である。
【００１７】
本発明の保持具７には、一対の保持脚８と第二の接続端子１１を有する電極脚１０とが設けられている。一対の保持脚８は、回路基板１５の穴に挿入し第一の接続端子６を圧縮保持し、第二の接続端子１１は絶縁ホルダー５の有底部と回路基板１５間に挟まれるようにし、それぞれの接続端子が回路基板１５の電極と接続される。
保持具７は、ボタン電池ホルダー４を一対の保持脚８により保持固定し、またボタン電池１の外周電極（プラス極２）の平面部に接触し回路基板１５のプラス側電極１６と接続されることから、バネ部材を使用する。
【００１８】
この保持具７の形状は、絶縁ホルダー５の開口部から収まるボタン電池１の平面部（プラス極２）に接触するように逆凸形状に加工され、一対の保持脚８は、相対向する位置に設け、各保持脚８が屈曲されて絶縁ホルダー５周面の開口部側から有底面側に直線的に伸長されており、両保持脚８の自由端部である係合爪９が回路基板１５の保持脚用孔（図示せず）に挿入され、例えば内方向に屈曲係止される。
この場合、保持具７内に絶縁ホルダー５が挿入されることから、保持具７の保持脚８は相向き合う位置に一対設けられる。また、第二の接続端子１１を有する電極脚１０は、絶縁ホルダー５が挿入されて絶縁ホルダー５の有底部に触るようにほぼＬ字形にし、圧縮接続時に第二の接続端子１１が確実に回路基板１５のプラス側電極１６と接続されるように、Ｌ字状に折り返された部分がほぼループ状、波板状等としておくとよい。
【００１９】
上部ケース２４と下部ケース２５とは、絶縁性を有する樹脂や金属材料等を使用して、基本的にはそれぞれ断面ほぼＵ字形に形成され、上部ケース２４には操作用のラバースイッチ２０の数だけ穿孔されており、下部ケース２５の内部底面には回路基板用の複数の支持リブ（図示せず）が所定の間隔で並べて立設される。
回路基板１５には、ボタン電池ホルダー４を位置決めする２個のスルーホール（保持脚用孔）が設けられており、その表面には接点用電極及びボタン電池用のマイナス側電極１７、プラス側電極１６、また複数の電子回路部品等が設けられている。電極の表面には金メッキが施されることが好ましい。
【００２０】
上記構成において、回路基板にボタン電池をセットする場合、一般的にはボタン電池の平面部プラス極側が上面（マイナス極側を回路基板側）とするように設計されることから、まず、絶縁ホルダーの開口部よりボタン電池の凸部マイナス極側が第１の接続端子側となるように密嵌して、マイナス極と第一の接続端子とを接触させ、ボタン電池のプラス極平面部側を露出させる。その後、ボタン電池入り絶縁ホルダーを、保持具７に挿入し第二の接続端子の先端屈曲部分が絶縁ホルダーの有底部の下になるようにする。絶縁ホルダーを保持具に挿入後、回路基板の保持脚用孔に保持具の保持脚をそれぞれ挿入し屈曲係止することにより、第一の接続端子が回路基板のマイナス側電極と、第二の接続端子が回路基板のプラス側電極とそれぞれ接続され、ボタン電池と回路基板とが電気的に導通される。
【００２１】
上記構造によれば、振動吸収機能、衝撃機能を発揮する絶縁ホルダーがボタン電池を嵌合保護して振動や衝撃が作用するのを抑制防止するので、例えキーレス発信機が過誤等により高所から落下したとしても、ボタン電池に振動や衝撃が直接伝わるのを有効に抑制することができる。この結果、チャタリング現象により回路基板が誤動作する恐れがない。また、絶縁ホルダーと一体化する第一の接続端子及び保持具の第二の接続端子を圧接するだけで、回路基板、ボタン電池を確実に導通させることができ、半田レスとなり、コストを押えることとなる。さらに、本発明のボタン電池ホルダーを用いることにより、回路基板への組み込み作業の煩雑化、複雑化等を抑制防止でき、工程簡素化ができコスト低減に大いに寄与する。
また、図１に示すように、ラバーコンタクトにガスケット機能のフランジを設けることにより、回路基板に外部からの塵埃、水滴等の侵入を防止でき、回路基板内の保護となり動作不良防止効果もある。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、例え振動や衝撃等が作用したとしても、ボタン電池の電極に対する接触が瞬間的に切断するのを抑制でき、チャタリング現象による誤動作を防ぐことができるという効果がある。また、保持具でボタン電池を保持固定するので、ケース等によりボタン電池を押えたり、位置決め機構を設けるなどが必要なくなり、ケース設計、金型設計の簡素化、それに伴うコスト低減などの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボタン電池がボタン電池ホルダーに収納されて回路基板とラバースイッチと共にケースに収納されている状態を示す説明図である。
【図２】図１のボタン電池ホルダーの周辺を拡大して示す説明図である。
【図３】ボタン電池を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１：ボタン電池
２：（ボタン電池の）プラス極
３：（ボタン電池の）マイナス極
４：ボタン電池ホルダー
５：絶縁ホルダー
６：第一の接続端子
７：保持具
８：保持脚
９：係合爪
１０：電極脚
１１：第二の接続端子
１２：（保持具の）プラス側接続部
１３：（保持具の）開口部
１４：キーレス発信機
１５：回路基板
１６：（回路基板の）プラス側電極
１７：（回路基板の）マイナス側電極
１８：（回路基板の）接点用電極
１９：ラバースイッチ構造体
２０：ラバースイッチ
２１：（ラバースイッチ構造体の）スイッチ脚
２２：フランジ
２３：ボタン電池収納凹部
２４：上部ケース
２５：下部ケース

Claims (3)

1. ボタン電池を収納する絶縁ホルダーと前記絶縁ホルダーを回路基板へ固定する保持具とからなり、前記絶縁ホルダーは弾性材料で有底筒形に形成し、その底部のほぼ中央にボタン電池の一方の電極に接続する第一の接続端子を設け、前記保持具は保持脚とボタン電池の他の電極と接続する第二の接続端子を先端に有する電極脚とを具有することを特徴とするボタン電池ホルダー。
2. 前記絶縁ホルダーを覆う形に形成された保持具の前記保持脚が、ボタン電池の両端（ボタン電池が円形の場合には直径の両端）の位置に２箇所設けられ、前記電極脚が前記保持脚とほぼ垂直の位置に設けられる請求項１に記載のボタン電池ホルダー。
3. 請求項１又は２に記載のボタン電池ホルダーを用いたボタン電池の接続構造であって、前記保持脚の先端に形成された保持爪が回路基板に係合して前記ボタン電池ホルダーが固定されることを特徴とするボタン電池の接続構造。

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