JP2007194032A - 電池ホルダの接点端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接点端子の製造性悪化を招くことなく電池接点端子の小型化を図ることができ、しかも電池ホルダにチップマウンタ吸着面を設けても電池ホルダの大型化を抑制することができる電池ホルダの接点端子構造を提供する。
【解決手段】電池ホルダ１には、ボタン電池２との電気接点箇所となる電池ターミナル６が設けられている。電池ターミナル６は−側接点端子７及び＋側接点端子８から成り、このうち、＋側接点端子８はコイル式のバネ部材１３が用いられている。このコイル式のバネ部材１３の上面には、チップマウンタ吸着面１４が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池が電池ホルダに収容された際に、その電池と電気的に接触する接点端子を備えた電池ホルダの接点端子構造に関する。

従来、電池を電源として作動する機器においては、電池の取付先として電池ホルダが設けられ、この種の電池ホルダの例が例えば特許文献１，２に開示されている。このような電池ホルダには、電池との間の電気接点箇所として電池ターミナルが設けられている。この電池ターミナルは、＋側接点端子及び−側接点端子の一対の電気端子から成るとともに、両持ち梁や片持ち梁の構造で基板に取付固定されている。
特開２００５−１５８５８２号公報 特開２００５−２１６７１９号公報

ここで、電池ターミナルが両持ち梁や片持ち梁の構造の場合、電池ターミナルは電池を保持する関係上、ある程度のたわみを持たせる必要があり、基板上に電池ターミナルを配置する場合、基板上にはそのたわみ量の分だけの配置スペースを要していた。そこで、電池ホルダ（電池ターミナル）の小型化を図るために、電池ターミナルを例えばたわみ量の少ない（即ち、接圧の高い）ものにして電池ターミナルを省スペース化し、それにより電池ターミナルの小型化を図る試みも考えられる。

しかし、電池ターミナルをたわみ量の少ないものにしようとすると、電池ターミナルで電池を保持する関係上、電池ターミナルに硬い材料を使用する必要が出てくる。よって、この種の硬い材料のものを、ある形状に仕上げる加工作業は困難性が高いことから、電池ターミナルをたわみ量の少ないものとした場合には、電池ターミナルの製造性に悪化を来すことになる。

また、基板に各種素子を実装するために、基板上にチップマウンタの吸着面を設けたい場合がある。しかし、基板にチップマウンタ吸着面を設けると、その分だけ基板サイズが大きくなり、ひいては電池ターミナルの大型化を招く問題が生じる。よって、接点端子の製造性悪化を招くことなく、電池ターミナル（電池ホルダ）の小型化を図りたい要望があった。

本発明の目的は、接点端子の製造性悪化を招くことなく電池接点端子の小型化を図ることができ、しかも電池ホルダにチップマウンタ吸着面を設けても電池ホルダの大型化を抑制することができる電池ホルダの接点端子構造を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明によれば、電池が電池ホルダに収容された際に、当該電池と電気的に接触する接点端子を備えた電池ホルダの接点端子構造において、前記電池が接触する接触部位として伸縮可能な伸縮式バネ部材と、当該伸縮式バネ部材を支持する端子本体と、前記伸縮式バネ部材の上面位置に位置し、表面にチップマウンタの吸着面を有する吸着部とを備えたことを要旨とする。

この構成によれば、接点端子に伸縮式バネ部材を用いたので、この種の伸縮式バネ部材には、サイズが小さくなっても充分な付勢力を持つ特性があるため、小サイズの接点端子を用いても、接点端子に伸縮式バネ部材を用いれば、接点端子による充分な電池保持力は確保される。また、この種の伸縮式バネ部材は、接点端子の小型化を狙って小サイズとしても、接点端子の製造性が困難製造に関する困難性は大きく高まることはなく、接点端子の製造性についても確保される。更に、伸縮式バネ部材の上面位置にチップマウンタの吸着部を設けたので、基板上に存在する配置スペースを伸縮式バネ部材とチップマウンタ吸着面とで共用することになる。従って、電池ホルダにチップマウンタ吸着面を設けたとしても、電池ホルダが大型化せずに済む。

本発明によれば、前記伸縮式バネ部材は、蛇腹形状を成していることを要旨とする。
この構成によれば、電気接点端子を例えばプレス工程等で一体成型することが可能となり、電気接点端子の製造コスト抑制に効果が高い。

本発明によれば、前記端子本体に設けられた自身を支える支持部は、前記吸着部が延出する方向と同方向をとり、当該吸着部との間で前記伸縮式バネ部材を囲んだ取付状態をとることを要旨とする。

この構成によれば、チップマウンタの吸着部と、端子本体を支える支持部とが同じ方向に延びた状態となることから、支持部が伸縮式バネ部材の下面位置において伸縮式バネ部材と重なった取付状態をとることになり、接点端子ひいては電池ホルダの更なる小型化に寄与する。

本発明によれば、接点端子の製造性悪化を招くことなく電池接点端子の小型化を図ることができ、しかも電池ホルダにチップマウンタ吸着面を設けても電池ホルダの大型化を抑制することができる。

以下、本発明を具体化した電池ホルダの接点端子構造の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、本例の電池ホルダ１は、ボタン電池２を収容するホルダであって、同ホルダの本体部として円環状の枠体３が設けられている。この枠体３は、例えば樹脂から成るとともに、ボタン電池２よりも大径に形成されている。枠体３の下部には、電池ホルダ１用の各種素子が実装された薄円板状の基板４が取着されている。枠体３と基板４とは、枠体３が基板４の外周部全域を支持する状態で、例えば接着剤などを用いて一体に固定されている。なお、ボタン電池２が電池に相当する。

枠体３は円環状を成していることから、枠体３の内周部には、枠体３の内周面と基板４の表面に囲まれることによって空間ができた状態となっている。本例においては、この空間が電池ホルダ１に関する各種部品の収容スペース５として使用されている。

この収容スペース５には、ボタン電池２の電気接点端子として電池ターミナル６が設けられている。電池ターミナル６は、ボタン電池２の−端子と接触する−側接点端子７と、ボタン電池２の＋端子と接触する＋側接点端子８とから成る。−側接点端子７及び＋側接点端子８は、チップマウンタにより基板４に半田付け固定されている。なお、＋側接点端子８が接点端子に相当する。

本例においてボタン電池２は底面が−端子であることから、ボタン電池２を電池ホルダ１に収容した際には、電池ホルダ１の−端子は基板４と対向した状態となる。よって、本例の−側接点端子７は、基板４上において収容状態のボタン電池２の底面と対向する位置、つまり基板４の中心部寄りの位置に配置されている。−側接点端子７は、ボタン電池２の底面を広域に支持すべく略十字形状を成すとともに、例えば鉄や銅などの材質からなっている。また、本例においてボタン電池２は外周面（側面）が＋端子である。このため、＋側接点端子８は、ボタン電池２の側面と対向する位置、つまり基板４上において径方向外側寄りの位置に配置されている。

＋側接点端子８には、１枚の金属板を略コ字形状に折り曲げることによって形成された固定片９が設けられている。この固定片９は、基板４に対して略９０度で立設した側壁１０と、この側壁１０の下端から基板４の内径方向（図１の矢印Ａ方向）に延出する底壁１１と、側壁１０の上端から基板４の内径方向に延出する上壁１２とが形成されている。＋側接点端子８は、固定片９の底壁１１の裏面を基板４に半田付けすることによって基板４に取付固定されている。なお、側壁１０が端子本体を構成し、底壁１１が端子本体及び支持部を構成する。また、上壁１２が吸着部に相当する。

固定片９の側壁１０には、基板４の径方向に沿って伸縮可能な金属製コイル式のバネ部材１３が取り付けられている。このバネ部材１３は、電池ホルダ１に収容されたボタン電池２と電気的に接触する接触部位であって、一端（図１の右端）が例えば半田などによって側壁１０の内面に固着され、他端（図１の左端）がボタン電池２の側面の＋端子に接触する。＋側接点端子８は、バネ部材１３の付勢力により、電池ホルダ１に収容されたボタン電池２をその側面から保持する。

固定片９の底壁１１及び上壁１２は、底壁１１がバネ部材１３の下面に位置するとともに、上壁１２がバネ部材１３の上面に位置した取付状態となっている。このため、バネ部材１３は、固定片９の底壁１１、側壁１０及び上壁１２で囲まれた取付状態をとる。なお、バネ部材１３が伸縮式バネ部材を構成する。

上壁１２の上面には、この上面をチップマウンタの吸着スペースとすることにより、チップマウンタの吸着面（以下、チップマウンタ吸着面と記す）１４が設けられている。チップマウンタ吸着面１４は、バネ部材１３の上面に配置された、つまり基板４の垂直方向（図１に示す矢印Ｂ方向）においてバネ部材１３と重なった位置状態をとっている。なお、チップマウンタ吸着面１４が吸着面に相当する。

収容スペース５には、平断面略三日月形状の電池支持枠１５が収容されている。この電池支持枠１５は、例えば樹脂から成るとともに、電池ホルダ１に収容状態のボタン電池２を支持する部品であって、複数のネジ１６で基板４に組付可能である。電池支持枠１５は、基板４側の面（図１の下面）が開口した状態をとり、その内部に＋側接点端子８が収容された取付状態をとる。電池支持枠１５の側壁には、＋側接点端子８のバネ部材１３を、電池支持枠１５内から電池ホルダ１側に露出させる切欠部１７が形成されている。

図２に示すように、収容スペース５には、電池支持枠１５の刳り抜かれた平面略円形部分が電池収容部１８として形成されている。電池収容部１８は、その中心点Ｏaが基板の中心点Ｏbからずれた位置となるように形成され、電池支持枠１５の刳り抜き部位の内周面と枠体３の内周面とでボタン電池２を支持する。

さて、本例においては、＋側接点端子８としてコイル式のバネ部材１３を用いている。ところで、この種のバネ部材１３は、サイズが小さくても充分な付勢力、つまり収容状態のボタン電池２を保持し得る保持力を持つものが多い。よって、＋側接点端子８の小型化（省スペース化）を図るべく小サイズのバネ部材１３を用いても、ボタン電池２を保持する観点からは大きな問題は生じない。

また、この種の小サイズのバネ部材１３は、例えば両持ち梁や片持ち梁のバネを硬い材質で製造するよりも製造に関する困難性は低い。よって、＋側接点端子８に小サイズのバネ部材１３を用いたとしても、＋側接点端子８の製造性が大きく悪化するような状況は発生し難い。よって、＋側接点端子８にコイル式のバネ部材１３を用いれば、＋側接点端子８の製造性悪化を招くことなく、＋側接点端子８（電池ターミナル６や電池ホルダ１）の小型化を図ることが可能となる。

更に、本例においては、バネ部材１３の上面に上壁１２を設け、その上面をチップマウンタ吸着面１４とすることにより、バネ部材１３の上面に存在するスペースを、チップマウンタの吸着スペースとして用いている。よって、基板４上にチップマウンタ用の新たな吸着スペースを用意する必要がなくなり、電池ターミナル６ひいては電池ホルダ１の更なる小型化が可能となる。

また、本例においては、チップマウンタ吸着面１４がバネ部材１３の基端に位置した状態となるため、チップマウンタ吸着面１４の重みにより、＋側接点端子８の重心が半田付け面側に位置した状態となる。このため、＋側接点端子８をバネ部材１３により構成したとしても、＋側接点端子８の自立性が高まり、バネ部材１３の先端から＋側接点端子８が倒れるような状況になり難い。よって、＋側接点端子８が基板４から剥がれる状況も生じ難くなる。

また、バネ部材１３はバネを多めに巻いたりすることで巻き方に特徴を持たせれば、バネ部材１３の自立性が高まり、バネ部材１３の先端が自重で下方に傾くなどの問題は生じ難くなる。よって、バネ部材１３に自立用の別の部品を設ける必要がなくなり、＋側接点端子８の形状が複雑化することがなく、このことも＋側接点端子８を基板４から剥がれ難くすることに効果が高い。

また、＋側接点端子８は、コイル式のバネ部材１３を用いたものに限らず、図３に示す蛇腹式のバネ部材１９を用いた形状でもよい。この蛇腹式のバネ部材１９は、板材を複数回折り返した形状を成すものであって、本例においては左右方向（基板４の表面に沿う屈曲方向：図３の矢印Ｃ方向）に複数回折り返された形状を成している。＋側接点端子８は、鉄や銅などを材質とした１枚の金属板をプレス成型することで、バネ部材１９と固定片９とが一体成型されている。なお、バネ部材１９が伸縮式バネ部材を構成する。

このように、＋側接点端子８に蛇腹式のバネ部材１９を用いれば、＋側接点端子がプレス成型で一体成型可能となるため、＋側接点端子８を簡単或いは安価に製造することが可能となる。また、蛇腹式のバネ部材１９は、その先端が平面形状をとることから、ボタン電池２との間の接触面積を広くとることが可能となり、電気的な接触不良等の問題も生じ難い。

更には、＋側接点端子８に蛇腹式のバネ部材１９を用いれば、バネ部材１９の板幅Ｗがバネ部材１９の自立を補助し、バネ部材１９の先端が下方に倒れ難くなる。よって、このことも、＋側接点端子８の剥がれ防止に寄与することになり、更には＋側接点端子８自立用の別の部品を設ける必要もなくなって、＋側接点端子８の形状が複雑化することもない。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）コイル式のバネ部材１３や蛇腹式のバネ部材１９をボタン電池２の電気接点端子として用いたので、＋側接点端子８の製造性悪化を招くことなく、＋側接点端子８（電池ターミナル６や電池ホルダ１）の小型化を図ることができる。また、チップマウンタ吸着面１４をバネ部材１３（１９）の上面に設けたので、基板４上にチップマウンタ吸着面１４の配置スペースを新たに用意する必要がなくなり、電池ターミナル６ひいては電池ホルダ１の更なる小型化に寄与する。

（２）簡単な構造で安価に製造可能であるコイル式のバネ部材１３を＋側接点端子８として用いているので、簡単或いは安価な構造で＋側接点端子８を製造することができる。
（３）バネ部材１３の基端位置にチップマウンタ吸着面１４が位置するので、＋側接点端子８の重心が＋側接点端子８の半田付け面に側に位置した状態となる。よって、＋側接点端子８が基板４から倒れ難くなり、＋側接点端子８を基板４から剥がれ難くすることができる。

（４）＋側接点端子８に蛇腹式のバネ部材１９を用いた場合、＋側接点端子８はプレスで一体成型することが可能となり、より一層安価に＋側接点端子８を製造することができる。また、＋側接点端子８に蛇腹式のバネ部材１９を用いた場合には、ボタン電池２との間の接触面積が広くとれ、電気的接触不良を生じ難くすることができる。

（５）＋側接点端子８の固定片９の底壁１１及び上壁１２は、共に内径方向に延びる形状を成している。従って、底壁１１及び上壁１２の少なくとも一方が外径方向に延びる場合に比べて、基板４の径方向における＋側接点端子８のサイズを小さくすることができ、電池ターミナル６ひいては電池ホルダ１の小型化に効果が高い。

なお、本実施形態は上記構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ 固定片９の形状は、略コ字形状に限定されず、例えば図４に示すように、一側面が開口したボックス形状でもよい。この場合、上壁１２の両側に位置する第１側壁３１及び第２側壁３２が上壁１２を両側から支持した状態をとる。このため、上壁１２は外力が加わっても傾き難くなり、これによって、上壁１２の上面にあるチップマウンタ吸着面１４も傾き難くなることから、チップマウンタに素子を実装する際の製造精度向上に効果が高い。

・ ＋側接点端子８にコイル式のバネ部材１３を用いた場合、図５に示すようにバネ部材１３の先端に、バネ部材１３の自立を補助する補助ピン３３を設けてもよい。この場合、バネ部材１３の先端が下方に倒れ難くなり、＋側接点端子８とボタン電池２との間の接点不良防止に寄与する。

・ 電池ホルダ１（枠体３）の形状は、円形に限らず、例えば四角形状などの他の形状を採用してもよい。
・ ＋側接点端子８として蛇腹式のバネ部材１９を用いた場合、その折り返し方向は左右方向（図３の矢印Ｃ方向）に限定されない。例えば、バネ部材１９の折り返し方向は、上下方向（基板４の表面と垂直に交わる直交方向）でもよい。

・ 枠体３と電池支持枠１５とは、必ずしも別体であることに限らず、これらを一体部品としてもよい。この場合、電池ホルダ１を組み立てる際に、その組立行程を減らすことができ、組立作業の簡素化を図ることができる。

・ 電池収容部１８に、ボタン電池２を仮止めする仮止め機構を設けてもよい。この仮止め機構の例としては、例えばボタン電池２を収容した際においてボタン電池２が接触する枠体３や電池支持枠１５の内周面に１つ以上の突部を設け、この突部にボタン電池２を仮止めする例が挙げられる。この場合、電池収容部１８に収容したボタン電池２が、電池収容部１８から再度落ちてしまう状況になり難い。

・ 本例で用いる電池は、必ずしもボタン電池２である必要はなく、例えばマンガン乾電池、アルカリ乾電池、ニッケル系一次電池、リチウム電池等の電池を用いてもよい。
・ 本例のバネ部材１３（１９）を用いた接点端子は、必ずしも＋側接点端子８のみに用いられることに限らず、例えば乾電池を用いた場合に、−側接点端子及び＋側接点端子の両方に本例の構造を採用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１〜３において、前記吸着部の両側に設けられ、当該吸着部を前記伸縮式バネ部材の伸縮方向の両側から支持する支持壁を備えた。この場合、吸着部に外力が加わり吸着部が傾く状態となっても、支持壁が吸着部を支えることになるため、位置決め状態で取り付けられた吸着部の傾き防止に効果が高い。

（２）請求項１〜３において、前記伸縮式バネ部材に設けられ、当該伸縮式バネ部材の自立を補助する倒れ防止機構を備えた。この場合、伸縮式バネ部材の姿勢が倒れ防止機構によって好適な状態に保たれることになり、電池を電池接点端子に取り付けた際に、例えば電池との間で接触不良が生じるなどの問題が生じ難くなる。

一実施形態における電池ホルダの分解斜視図。 ボタン電池が収容された状態の電池ホルダの平面図。 他構成の＋側接点端子を表す斜視図。 別例における＋側接点端子を表す斜視図。 他の別例における＋側接点端子を表す斜視図。

符号の説明

１…電池ホルダ、２…電池としてのボタン電池、８…接点端子としての＋側接点端子、１０…端子本体を構成する側壁、１１…端子本体及び支持部を構成する底壁、１２…吸着部としての上壁、１３…伸縮式バネ部材を構成するバネ部材、１４…吸着面としてのチップマウンタ吸着面、１９…伸縮式バネ部材を構成するバネ部材。

Claims (3)

1. 電池が電池ホルダに収容された際に、当該電池と電気的に接触する接点端子を備えた電池ホルダの接点端子構造において、
   前記電池が接触する接触部位として伸縮可能な伸縮式バネ部材と、
   当該伸縮式バネ部材を支持する端子本体と、
   前記伸縮式バネ部材の上面位置に位置し、表面にチップマウンタの吸着面を有する吸着部と
   を備えたことを特徴とする電池ホルダの接点端子構造。
2. 前記伸縮式バネ部材は、蛇腹形状を成していることを特徴とする請求項１に記載の電池ホルダの接点端子構造。
3. 前記端子本体に設けられた自身を支える支持部は、前記吸着部が延出する方向と同方向をとり、当該吸着部との間で前記伸縮式バネ部材を囲んだ取付状態をとることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池ホルダの接点端子構造。
   
   

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