JP3337078B2 - 電池収納装置 - Google Patents

電池収納装置

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JP3337078B2
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    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
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    • HELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器に使用さ
れるICメモリのバックアップ用途等に多く用いられて
いるいわゆるボタン型やコイン型のような円盤型電池等
の電池を収納した電池ケースを、着脱自在に、電池取付
部材(例えば、プリント基板等)に取り付けるようにし
た電池収納装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、各種電子機器に多く使用されてい
るマンガンリチウム電池等のボタン型電池の場合、その
用途からプリント基板上に直接取り付けられることが多
い。この取付に際し、電池自体を加熱することは避けな
ければならないので、従来においては、電池の正極およ
び負極にそれぞれ金属性タブ端子をスポット溶接等によ
り接合し、これらタブ端子をプリント基板に挿入して半
田付けしていた。
【0003】しかしながら、この方式の場合には、下記
の問題があった。 (1) プリント基板に実装した時点で、電池回路が閉じら
れて放電が開始され、電子機器の稼働前に電池容量が消
費されるため、電子機器の稼働後の電池寿命が短くな
る。 (2) 電池を半田付けしてプリント基板に搭載しているた
め、電池の交換作業に手間がかかる。 (3) 半田付けの工程が必要であり、その分、実装時間が
長くなり、コストアップに繋がる。 (4) タブ端子を電池にスポット溶接する分、コストアッ
プとなる。 (5) 半田フローによる取り付けの場合、半田槽内の半田
を介して電池の両極間が短絡し、この間電池容量が消費
されてしまう。 (6) プリント基板への電子部品等の取り付けを半田リフ
ローにより行う場合、電池自身に対する耐熱の問題か
ら、電池の実装は半田リフローにより行うことができ
ず、他の電子部品の取付にリフロー半田による自動取付
作業を採用しても、電池の実装のみ別工程にて手作業に
よる取付作業が必要であり、生産性が良くない。
【0004】このような問題を解決するため、専用の電
池ホルダを作り、この電池ホルダの正負両端子をプリン
ト基板に半田付けしておき、その後、電池ホルダ内に電
池を挿入実装する方法も従来から提案されている。しか
しながら、この方法も以下のような問題がある。 (1) 電池ホルダをプリント基板に取り付けるため、半田
付けが必要であり、この半田付けによる実装時間が多く
かかり、コストアップとなり易い。 (2) 電池ホルダとしてのケースおよび正負両端子タブを
必要とするため、必要部品点数が多く、かつ組立加工も
必要となるため、コストアップとなる。 (3) 電池ホルダの取付作業の他に、電池挿入作業が必要
となる。
【0005】上記のような問題を解消するため、本出願
人は、先に特願平1−277048号において、本願の
図6及び図7に示すように、電池81を収納した電池ケ
ース82をプリント基板83のような電池取付部材に着
脱自在に取り付けてなる電池収納装置を提案した。この
電池収納装置においては、ボタン型電池81を収納した
電池ケース82を一対の脚部82aによりプリント基板
83に着脱自在に取り付けている。プリント基板83に
は、図8に示すように、一対の挿入孔84a,84aと
この挿入孔84aに繋がる係合溝84b,84bとが形
成されており、脚部82aを挿入孔84a内に挿入する
とともに電池ケース82を回転させて脚部82aを係合
溝84b内に入り込ませることにより、電池ケース82
をプリント基板83に着脱自在に取り付ける。この電池
ケース82は例えばプラスチック材料により成形された
全面にニッケル等の金属めっき処理が行なわれてい導電
性を有している。電池ケース82の脚部82aはプリン
ト基板83の裏面に形成された電極86と接触するた
め、電池81の一方の電極(正極)は電池ケース82を
介してプリント基板83の電極86と電気的に接続さ
れ、電池81の他方の電極(負極)はプリント基板83
の表面の電極85と直接に接触してこれと電気的に接続
される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のような導電性を
有する電池ケースは、プラスチック材料の成形品の全面
にニッケル等の金属メッキ処理をして作ること以外に、
例えばカーボン等を含有させて導電性を付与したプラス
チックにより作ったり、金属のダイカスト、機械加工等
により作ったりすることができる。しかしこのような電
池ケースを用いる場合には、以下のような問題があるこ
とが判明した。まず、電池ケースとして、プラスチック
成形品に全面ニッケルメッキした場合には、 (1) プラスチック成形品は高温下で弾性が低下するた
め、高温環境下において脚部とプリント基板の電極との
接触力が低下し、電気的な接触の信頼性が低くなる (2) プラスチックの表面にニッケルメッキするには、下
地メッキが必要であり、そのコストが高くなるという問
題がある。
【0007】電池ケースを、カーボンを添加含有させて
導電性を付与したプラスチックから成形した場合には、
プラスチック中に均一にカーボンを分散させることが難
しく、安定した電気抵抗値が得にくいため、カーボン含
有プラスチックは導電体として使用するには信頼性が低
いという問題がある。
【0008】また、電池ケースを金属のダイカスト、機
械加工により作る場合には、その製造が難しくかつ製造
コストが高いという問題がある。
【0009】本発明は上記のような問題に鑑みたもの
で、信頼性が高く、製造が容易で、かつ低コストで大量
生産が可能な電池ケースを用いた電池収納装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、電池を収納した電池ケースが電池取付部材に着
脱自在に取り付けられてなる電池収納装置であって、前
記電池の一方の電極と前記電池取付部材の一方の電極と
は前記電池ケースを介して電気的に接続され、前記電池
の他方の電極と前記電池取付部材の他方の電極とは直接
に接触して電気的に接続されるように構成された電池収
納装置において、前記電池ケースは、上板部、複数の
板部及び一対の側板脚部をそれぞれ備えるように金属板
からプレス加工によって一体に成形され、前記上板部に
は、前記電池の前記一方の電極に接触させるために内方
に突出させた半球状の凸部が形成され、前記複数の側板
部及び前記一対の側板脚部は、前記上板部から下方に
って円筒状に延びており、前記上板部と前記複数の側板
部と前記一対の側板脚部とに囲まれて下方に開口したほ
ぼ円筒状の収納空間が形成されており、前記側板部は、
前記収納空間内方へ傾けられており、前記側板部の下端
を内方に折り曲げることによって、前記電池を保持する
ためのリテーナ部が形成され、前記側板脚部は、前記電
池取付部材の孔を貫通してに前記側板部よりも下方に突
出するとともに、その下端が折り曲げられて前記電池取
付部材に係止されている。そして、本発明においては、
前記電池取付部材がプリント基板であり、前記プリント
基板の表面及び裏面には、前記電池取付部材の前記他方
の電極及び前記一方の電極をそれぞれ構成する第1及び
第2の導電パターンがそれぞれ形成され、前記第1の導
電パターンには、前記電池の下面が直接に接触して電気
的に接続され、前記第2の導電パターンには、前記側板
脚部の前記下端が直接に接触して電気的に接続されてい
るのが好ましい。
【0011】
【作用】上板部、複数の側板部及び一対の側板脚部を備
えた電池ケースは、金属板からプレス加工によって一体
に成形されているから、側板部および側板脚部を金属板
のたわみ等の弾性力が働くように精度よく加工すること
ができる。そして、電池ケースの上板部から下方に向っ
延びかつ収納空間内方に傾けられている複数の側板部
の下端を内方に折り曲げることにより形成されたリテー
ナ部によって電池が保持され、また、上記上板部から下
方に向って延びている一対の側板脚部が電池取付部材の
孔を貫通して上記側板部よりも下方に突出するととも
に、これら一対の側板脚部の下端が折り曲げられて電池
取付部材に係止される。さらに、電池ケースの複数の
板部の下端に形成されたリテーナ部によって保持されて
いる電池の一方の電極と、電池ケースとの電気的な接続
は、電池ケースの上板部に内方に突出させることにより
形成された半球状の凸部と、上記電池の上記一方の電極
との接触によって確実に行われる。したがって、電池ケ
ースの上板部と複数の側板部と一対の側板脚部とに囲ま
れて下方に開口したほぼ円筒状の収納空間に収納される
電池が電池ケースを介して電池取付部材に確実に取付け
られ、また、電池の電極と電池取付部材の電極との電気
的な接続が確実に行われて信頼性が向上する。
【0012】
【実施例】以下、図1〜図4に基づいて本発明の好まし
い実施例について説明する。本実施例に係る電池収納装
置は、図1に示すように、電池ケース10とこの電池ケ
ース10が着脱自在に取り付けられるプリント基板20
とから構成される。
【0013】図2(A)(B)(C)に示すように、電
池ケース10は、弾性及び導電性を有する金属薄板、例
えば、ニッケルメッキしたステンレス鋼の薄板を一体プ
レス成形して作られており、円盤状の上板部12と、こ
の上板部12から円筒状に延びた複数の側板部11およ
び1対の側板脚部15とを備えている。電池ケース10
には、上板部12と側板部11と側板脚部15とに囲ま
れて下方に開口したほぼ円筒状の収納空間が形成されて
おり、この収納空間内にボタン型電池1が収納される。
複数の側板部11は、上述の収納空間内にボタン型電池
1が収納されたとき正極2の側面に密着しかつボタン型
電池1の略中心方向に弾性力が加わるように、収納空間
内方へわずかにそれぞれ傾けられている。
【0014】一対の側板脚部15は側板部11よりも下
方に突出して脚部を形成しており、図2(B)に示すよ
うにこの脚部下端は外方に略「レ」字状に折り曲げられ
て接触係止部16が形成されている。この接触係止部1
6の上面には、デテント作用を行う半球状の小突起16
aが形成されている。また、接触係止部16は、図2
(C)に示すように小突起16aを中心に幅方向の端部
16bにかけて略山形状になっている。
【0015】側板部11の下端は内方に略「く」字状に
折り曲げられてリテーナ部11aが形成されている。電
池ケース10の収納空間内に収納されたボタン型電池1
は、図1に示すようにその正極2の側面が側板部11に
よって内径方向へ弾性力を受けるとともに、正極2の下
端がリテーナ部11aにより保持されている。これによ
って、ボタン型電池1は電池ケース10内に確実に保持
される。上板部12には、2箇所に治具用穴13が形成
されているとともに、中央部が内方に突出して半球状の
凸部14が形成されている。
【0016】この電池ケース10の収納空間内に収納さ
れるボタン型電池1は、その外周を形成する正極2と、
下面を形成する負極3とを有し、収納空間内に収納され
た状態で、正極2は複数の側板部11と接触し、電池ケ
ース10全体が正の電極となる。このとき、負極3は電
池ケース10とは全く接触していない。但し、ボタン型
電池1を収納した電池ケース10は、図1に示すよう
に、プリント基板20に着脱自在に取り付けられるので
あるが、このように取り付けられた状態で、電池1の負
極3はプリント基板20の表面20aと接触する。
【0017】プリント基板20は、図3(A)に示すよ
うに、絶縁材料からなる平板であって、その表面20a
及び裏面20bに、それぞれ第1及び第2の導電パター
ン25,26が形成されている。表面20aに形成され
た第1の導電パターン25は円形部分25aにボタン型
電池1の負極3の面が接触し細長部分25bが他の部品
等への配線用である。裏面20bに形成された第2の導
電パターン26は、弧状部分26aに電池ケース10の
接触係止部16が接触し、細長部分26bが他の部品等
への配線用である。幅の広い部分と狭い部分とがある一
対の切り欠き穴が円形部分25aと弧状部分26aとの
間に弧状に形成されている。幅の広い部分が挿入孔21
で、狭い部分が係合溝22であって、挿入孔21は、電
池ケース10の接触係止部16よりも大きく、挿入孔2
1内に接触係止部16を挿入することができるようにな
っている。また、一方の係合溝22の外側には小孔23
が穿設されている。
【0018】上述のような電池ケース10をプリント基
板20に取り付けるには、ボタン型電池1を収納した状
態で、側板脚部15を接触係止部16から挿入孔21内
に挿入する。この側板脚部15の挿入状態を図3(B)
に示すが、接触係止部16の幅方向の端部16bとプリ
ント基板20の裏面20bとの間には、わずかな隙間1
7ができるとともに、接触係止部16の小突起16aは
挿入孔21内にわずかに入り込んだ状態となる。この状
態から、電池ケース10全体をプリント基板20に対し
て図3(A)に示す矢印R方向に回して側板脚部15を
係合溝22内に入り込ませる。このとき、側板脚部15
の接触係止部16は隙間17があるため裏面20b上に
スムーズに入り込むことができる。
【0019】接触係止部16の小突起16aは、挿入孔
21内にわずかに入り込んだ図3(B)の状態から、図
の下方に押し下げられた状態で裏面20bの第2の導電
パターン26の弧状部分26aに図1(A)(B)に示
すように接触する。このようにして、接触係止部16は
図の下方に押し下げられた状態となって小突起16aは
接触係止部16が図の上方に復元しようとする弾性力お
よび後述する上板部12のたわみによる弾性力を受けな
がら第2の導電パターン26の弧状部分26aに強く接
触する。
【0020】以上のようにして、接触係止部16が、プ
リント基板20の第2の導電体パターン26に強く接触
する状態となると、一対の側板脚部15は、図の下方
(プリント基板20側)に引張られる状態となるから、
上板部12はその凸部14を中心にして下方に若干たわ
みながらこのたわみによる弾性力を受ける。したがっ
て、凸部14はボタン型電池1の正極2を押し付けるよ
うに正極2に強く接触し、同時に負極3の面は第1の導
電パターン25の円形部分25aに押し付けられて強く
接触する。このようにして、電池1の正極2は電池ケー
ス10を介してプリント基板20の裏面20bの導電パ
ターン26と電気的に確実に接続され、負極3はプリン
ト基板20の表面20aの導電パターン25と直接接触
して電気的に確実に接続する。
【0021】以上のような構成によれば、電池ケース1
0の収納空間内にボタン型電池1を収納した状態で、側
板脚部15を挿入孔21内に挿入した後、この側板脚部
15を係合溝22内に入り込ませるだけで接触係止部1
6がプリント基板20の裏面20bに係止し、電池ケー
ス10をプリント基板20に取り付けることができ、逆
に、側板脚部15を係合溝22から挿入孔21を通して
取り外すことにより電池ケース10を簡単に取り外すこ
とができる。
【0022】なお、電池ケース10を矢印R方向に十分
に回転させた時には、接触係止部16の上面の小突起1
6aがプリント基板20に形成された小孔23内に入り
込み、電池ケース10はこの位置で保持される。
【0023】また、側板脚部15の接触係止部16は、
図示のように外方に折り曲げられているが、内方に折り
曲げてもよい。この場合、第2の導電パターンはプリン
ト基板20の裏面20bに係合溝22の近傍であって、
表面20aの円形部分25aとほぼ対応する位置に設け
ればよい。また、プリント基板20において、第2の導
電パターン26が形成されていない係合孔22側にも必
要に応じて第2の導電パターンを形成してもよい。
【0024】上記のようにボタン型電池1を収納保持し
た電池ケース10をプリント基板20に取り付ける作業
は、電池ケース10を直接手にもって行うことも可能で
あるが、この作業を図4(A)(B)に示すような治具
5を用いて行うと作業性がよい。この治具5は樹脂等か
らなり、電池ケース10にほぼ密着して電池ケース10
を収納保持する空間を有する保持部9を備え、その上部
には板状のつまみ6を有している。保持部9には一対の
突起7が収納空間に突出するように設けられ、電池ケー
ス10を治具5内に図示のように収納すると、一対の突
起7は電池ケース10の上板部12の一対の治具用穴1
3内に嵌まり込む。
【0025】したがって、電池ケース10を保持した状
態で治具5のつまみ6を手に持って、側板脚部15の接
触係止部16を挿入孔21内に挿入させた後、つまみ6
を回転させれば、治具5とともに電池ケース10も回転
させることができ、電池ケース10を簡単にプリント基
板20に取り付けることができる。また、この取り付け
状態から逆方向に回転させれば、簡単に電池ケース10
を取りはずすことができる。
【0026】次に、本発明による電池収納装置の変形例
について図5により説明する。図に示すように、この電
池収納装置は上述の実施例における電池ケース10の全
体を絶縁ケース8によって覆うようにしたものである。
【0027】通常、プリント基板には電池以外に、例え
ば、抵抗体やコンデンサー等の電子部品が搭載される。
これら電子部品を高密度実装するような場合には、各電
子部品の間隔が狭くなり、場合によっては電子部品同士
が接触する外部短絡のおそれがある。したがって、部品
はそれぞれ確実に絶縁されていることが望ましい。ボタ
ン型電池1を収納した電池ケース10は、電池ケース1
0全体が正の電極となっているから、図5に示すよう
に、電池1を収納保持してプリント基板20に取り付け
られた電池ケース10は、絶縁ケース8により隔離して
絶縁すると、外部短絡を防止できる。
【0028】なお、上述の変形例の場合、絶縁ケース8
は、電池ケース10をプリント基板20に取り付ける際
の治具としても用いることができるように、図4に示し
た治具5と同様の、つまみ及び治具用突起を設けてもよ
い。あるいは、つまみは省略してもよいが、絶縁ケース
8を治具として回転させる場合には絶縁ケースの外周面
にローレット加工等によって刻み目を形成しておけば便
利である。
【0029】以上説明した電池収納装置によれば、ボタ
ン型電池1を収納保持した電池ケース10をプリント基
板20に、半田付け等の作業なしで、手でもしくは治具
を用いて簡単に実装することが可能であり、電池交換は
この電池1を収納した電池ケース10ごとに行うことが
できるので、一般のユーザーでも簡単に電池交換を行う
ことができる。
【0030】また、電池ケース10は金属板からプレス
加工で一体に成形するので、上板部12の凸部14、側
板部11およびリテーナ部11a、側板脚部15および
接触係止部16等の細かな部分を精度よくつくることが
できる。したがって、必要な金属板のたわみ等の弾性力
を確実に得ることができて、負極3および正極2と第1
および第2の導電パターン25、26との各電気的接続
が確実になり、信頼性が向上するとともに、製造が容易
でかつ大量生産が可能となりコスト減を達成できる。
【0031】なお、電池ケース10は、ステンレス鋼以
外にも、各種の金属材料からプレス加工してつくること
ができ、バネ性に富みかつプレス加工性のよい金属材料
が好ましい。例えば、鉄鋼、りん青銅、白銅(又は洋
白)などが使用できる。
【0032】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので次に記載する効果を奏する。 (1)電池ケースの上板部から下方に延びている複数の
側板部の下端を内方に折り曲げることにより形成された
リテーナ部によって電池を保持するようにしているため
に、電池を電池ケースに確実に収納することができ、ま
た、上記上板部から下方に延びている一対の側板脚部を
電池取付部材の孔を貫通して上記側板部よりも下方に突
出させるとともに、これら一対の側板脚部の下端を折り
曲げて電池取付部材に係止させるようにしたために、電
池ケースを電池取付部材に確実に取付けることができる
から、電池ケース及び電池取付部材の構造がいずれも簡
単でかつ電池取付部材に電池を確実に取付けることがで
きるにもかかわらず、電池取付部材への電池の取付のた
めの半田付けが不必要であり、電池の実装時間が短くな
り、製造コストを低減することができる。 (2)電池ケースは、金属板のプレス加工からつくられ
るため、精度がよくかつ電気的な接続部分の接触のため
の弾性力が確実に得られ、また、プラスチックの場合の
ような高温環境下での弾性力の低下のおそれがなく、し
たがって、電気的な接続の信頼性が高い。 (3)電池ケースの側板部の下端に形成されたリテーナ
部によって保持されている電池の一方の電極と、電池ケ
ースとの電気的な接続は、電池ケースの上板部に内方に
突出させることにより形成された半球状の凸部と、上記
電池の上記一方の電極との接触によって確実に行われる
ため、電池の一方の電極と電池ケースとの電気的な接続
を確実に行うことができる。 (4)電池ケースは1枚の金属板から作ることができる
ので、部品点数は単数となり、かつ、製造が容易で大量
生産が可能となってコスト減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例の電池収納装置を示す部分
縦断面図(A)および側板脚部を部分的に示す縦断面図
(B)である。
【図2】図1に示す電池収納装置を構成する電池ケース
の平面図(A)、正面図(B)及び側面図(C)であ
る。
【図3】図1に示す電池収納装置を構成するプリント基
板を示す平面図(A)およびこのプリント基板の挿入孔
に電池ケースの側板脚部を挿入した場合のB−B線矢視
図(B)である。
【図4】図1に示す電池収納装置に電池ケース装着用の
治具を取り付けた状態を示す平面図(A)及び部分縦断
面図(B)である。
【図5】本発明に係る電池収納装置の変形例を示す部分
縦断面図である。
【図6】従来の電池収納装置を示す正面図である。
【図7】図6に示す従来の電池収納装置に用いられる電
池及び電池ケースを示す部分断面図である。
【図8】図6に示す従来の電池収納装置に用いられるプ
リント基板を示す平面図である。
【符号の説明】
1 ボタン型電池(電池) 2 正極(一方の電極) 5 負極(他方の電極) 10 電池ケース 11 側板部(保持部材) 15 側板脚部(脚部材) 16 接触係止部 20 プリント基板(電池取付部材) 21 挿入孔 22 係合孔 25 第1の導電パターン(電池取付部材の他方の電
極) 26 第2の導電パターン(電池取付部材の一方の電
極)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−96275(JP,A) 実開 昭63−453(JP,U) 実開 平2−5882(JP,U) 実開 平1−95065(JP,U) 実開 昭61−197646(JP,U) 実開 昭55−149260(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/10 H01M 2/30

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池を収納した電池ケースが電池取付部材
    に着脱自在に取り付けられてなる電池収納装置であっ
    て、 前記電池の一方の電極と前記電池取付部材の一方の電極
    とは前記電池ケースを介して電気的に接続され、 前記電池の他方の電極と前記電池取付部材の他方の電極
    とは直接に接触して電気的に接続されるように構成され
    た電池収納装置において、 前記電池ケースは、上板部、複数の側板部及び一対の
    板脚部をそれぞれ備えるように金属板からプレス加工に
    よって一体に成形され、 前記上板部には、前記電池の前記一方の電極に接触させ
    るために内方に突出させた半球状の凸部が形成され、 前記複数の側板部及び前記一対の側板脚部は、前記上板
    から下方に向って円筒状に延びており、前記上板部と前記複数の側板部と前記一対の側板脚部と
    に囲まれて下方に開口したほぼ円筒状の収納空間が形成
    されており、 前記側板部は、前記収納空間内方へ傾けられており、 前記側板部の下端を内方に折り曲げることによって、前
    記電池を保持するためのリテーナ部が形成され、 前記側板脚部は、前記電池取付部材の孔を貫通して前記
    側板部よりも下方に突出するとともに、その下端が折り
    曲げられて前記電池取付部材に係止されていることを特
    徴とする電池収納装置。
  2. 【請求項2】前記電池取付部材がプリント基板であり、 前記プリント基板の表面及び裏面には、前記電池取付部
    材の前記他方の電極及び前記一方の電極をそれぞれ構成
    する第1及び第2の導電パターンがそれぞれ形成され、 前記第1の導電パターンには、前記電池の下面が直接に
    接触して電気的に接続され、 前記第2の導電パターンには、前記側板脚部の前記下端
    が直接に接触して電気的に接続されていることを特徴と
    する請求項1に記載の電池収納装置。
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