JP5996302B2 - Battery unit - Google Patents
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Description
本発明は、扁平形電池及び基板を備えた電池ユニットに関する。 The present invention relates to a battery unit including a flat battery and a substrate.
従来より、電池と保護回路等とをユニット化した構成は知られている。このような構成としては、例えば特許文献1に開示されるように、略直方体形状の電池ケース上に保護回路等が配置されるとともに外部接続端子を備えた構成が知られている。 Conventionally, a configuration in which a battery and a protection circuit or the like are unitized is known. As such a configuration, for example, as disclosed in Patent Document 1, a configuration in which a protective circuit and the like are arranged on a substantially rectangular parallelepiped battery case and an external connection terminal is known.
上述の特許文献1のような電池ユニットを外部機器に接続する場合、例えば、以下のようにして、電池ユニットと外部機器とを接続する。
(1)保護回路等に設置された外部接続端子(例えば、外部接続端子を半田付けしやすいようにピン形状としてもよい。)を、外部機器側と電気的に接続されるように外部機器に半田付けする(半田付けタイプ接続)。
(2)保護回路等に設置された外部接続端子を、外部機器側に設けられたバネ端子等に接触させる(接触タイプ接続)。
上記のようにして、電池ユニットと外部機器とを電気的に接続することで、電池ユニット内の保護回路等を動作させることができる。
When connecting a battery unit like the above-mentioned patent document 1 to an external device, for example, the battery unit and the external device are connected as follows.
(1) An external connection terminal installed in a protection circuit or the like (for example, a pin shape may be used for easy soldering of the external connection terminal) is connected to the external device so as to be electrically connected to the external device side. Soldering (soldering type connection).
(2) An external connection terminal installed in a protection circuit or the like is brought into contact with a spring terminal or the like provided on the external device side (contact type connection).
As described above, by electrically connecting the battery unit and the external device, a protection circuit or the like in the battery unit can be operated.
しかしながら、前者の半田付けタイプ接続では、半田付けを行う作業者のスキルに応じて半田付け部分の強度や電気抵抗のばらつきが大きくなる。 However, in the former soldering type connection, variations in the strength and electrical resistance of the soldering portion increase according to the skill of the worker performing the soldering.
一方、後者の接触タイプ接続では、電池ユニットと外部機器とをバネ端子等を介して接触させているだけなので、接点の信頼度が半田付けタイプ接続よりも劣る。 On the other hand, in the latter contact type connection, since the battery unit and the external device are merely brought into contact via a spring terminal or the like, the reliability of the contact is inferior to that of the solder type connection.
本発明は、上記課題に鑑み、扁平形電池と保護回路等とを含む電池ユニットにおいて、外部機器に対してより確実に電気的に接続可能な構成を得ることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to obtain a configuration in which a battery unit including a flat battery and a protection circuit can be more reliably electrically connected to an external device.
本発明の一実施形態にかかる電池ユニットは、有底筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底筒状の封口缶とを有する扁平形電池と、扁平形電池の上面及び底面のうち一方の面に対して固定される基板と、を備え、基板は扁平形電池側の面に、回路部品が実装される部品実装領域を有し、基板には、扁平形電池および回路部品を、外部機器に対して電気的に接続するための接続線が接続されている(第1の構成)。 A battery unit according to an embodiment of the present invention includes a flat battery having a bottomed cylindrical outer can and a bottomed cylindrical sealing can that covers the opening side of the outer can, and an upper surface and a bottom surface of the flat battery. A substrate fixed to one surface of the substrate, the substrate having a component mounting area on which the circuit component is mounted on the surface of the flat battery, and the substrate includes the flat battery and the circuit component. Are connected to an external device (first configuration).
この電池ユニットでは、電池ユニットを外部機器に対して電気的に接続するための接続線が基板に接続されているので、保護回路等を外部機器に確実に接続させることができる。 In this battery unit, since the connection line for electrically connecting the battery unit to the external device is connected to the substrate, the protection circuit and the like can be reliably connected to the external device.
なお、この電池ユニットにおいて、接続線は、コネクタ等により脱着可能に接続されていてもよい。 In this battery unit, the connection line may be detachably connected by a connector or the like.
前記第1の構成において、接続線は、基板における扁平形電池側の面に接続されている(第2の構成)。これにより、接続線を基板における扁平形電池側の面から引き出すことができる。 In the first configuration, the connection line is connected to a surface of the substrate on the flat battery side (second configuration). Thereby, a connection line can be pulled out from the surface by the side of the flat battery in a board | substrate.
前記第1の構成において、基板は、扁平形電池側の面に、平面視で部品実装領域よりも基板の外周側に位置し、接続線が接続される接続端子領域とをさらに有する(第3の構成)。 In the first configuration, the substrate further includes a connection terminal region on the surface of the flat battery side, which is located on the outer peripheral side of the substrate with respect to the component mounting region in plan view and to which the connection line is connected (third). Configuration).
この電池ユニットでは、基板の扁平形電池側の面において、平面視で部品実装領域よりも基板の外周側に接続端子領域を確保することができる。したがって、この電池ユニットでは、接続線を容易に接続端子領域に接続することができる。これにより、例えば、電池ユニットの製造過程において、接続端子領域に接続線を接続する作業の効率化を図ることができる。 In this battery unit, on the flat battery side surface of the substrate, the connection terminal region can be secured on the outer peripheral side of the substrate with respect to the component mounting region in plan view. Therefore, in this battery unit, the connection line can be easily connected to the connection terminal region. Thereby, for example, in the process of manufacturing the battery unit, it is possible to improve the efficiency of the operation of connecting the connection line to the connection terminal region.
前記第3の構成において、扁平形電池と基板との間に位置し、部品実装領域を囲むように形成されたスペーサをさらに備える(第4の構成)。 The third configuration further includes a spacer positioned between the flat battery and the substrate and formed so as to surround the component mounting region (fourth configuration).
これにより、扁平形電池と基板との間に、回路部品を実装するスペース(部品実装領域上のスペース)を確保することができる。 Thereby, the space (space on a component mounting area) for mounting circuit components can be secured between the flat battery and the substrate.
前記第4の構成において、スペーサには、接続端子領域が露出するように切り欠き部が設けられている(第5の構成)。 In the fourth configuration, the spacer is provided with a notch so that the connection terminal region is exposed (fifth configuration).
これにより、スペーサの切り欠き部内に、接続端子領域を確保することができる。したがって、この電池ユニットでは、スペーサの切り欠き部内の接続端子領域に接続線を接続することで、扁平形電池、基板およびスペーサの積層方向の厚みが増大することなく、接続線を外部に引き出すことができる。 Thereby, a connection terminal area | region can be ensured in the notch part of a spacer. Therefore, in this battery unit, by connecting the connection line to the connection terminal region in the notch of the spacer, the connection line can be pulled out without increasing the thickness of the flat battery, the substrate and the spacer in the stacking direction. Can do.
前記第1から第5の構成のうちのいずれか一つの構成において、外装缶および封口缶は、それぞれ、有底円筒状であり、扁平形電池は、外装缶の側壁の開口部側が封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせることによって形成される円柱状である(第6の構成)。 In any one of the first to fifth configurations, the outer can and the sealed can each have a bottomed cylindrical shape, and the flat battery has a sealed can on the opening side of the side wall of the outer can. A cylindrical shape formed by combining the outer can and the sealing can so as to be positioned on the outer periphery of the side wall (sixth configuration).
これにより、円柱状の扁平形電池を用いて、保護回路等を外部機器に確実に接続させることができる電池ユニットを実現することができる。 Thereby, the battery unit which can connect a protection circuit etc. to an external apparatus reliably using a cylindrical flat battery is realizable.
前記第6の構成において、基板は、平面視で扁平形電池と同等の外径を有する略円形状である(第7の構成)。 In the sixth configuration, the substrate has a substantially circular shape having an outer diameter equivalent to that of the flat battery in a plan view (seventh configuration).
これにより、コンパクトな略円柱状の電池ユニットを実現することができる。 Thereby, a compact substantially cylindrical battery unit can be realized.
なお、「同等の外径」とは、「略同等の外径」を含む概念である。すなわち、「同等の外径」とは、測定誤差、設計誤差等を許容する概念であり、当業者が「略同等」であると判断(認識)する範囲を含む概念である。 The “equivalent outer diameter” is a concept including “substantially equivalent outer diameter”. That is, the “equivalent outer diameter” is a concept that allows measurement errors, design errors, and the like, and includes a range that is determined (recognized) by those skilled in the art as being “substantially equivalent”.
本発明によれば、扁平形電池と保護回路等とを含む電池ユニットにおいて、保護回路等を外部機器に確実に接続させることができる電池ユニットを実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the battery unit which can connect a protection circuit etc. to an external apparatus reliably in a battery unit containing a flat battery, a protection circuit, etc. is realizable.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same or an equivalent part in a figure, and the description is not repeated.
<1:全体構成>
図1は、本実施形態に係る電池ユニット1の概略構成を示す図である。
<1: Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a battery unit 1 according to the present embodiment.
図1に示すように、電池ユニット1は、コイン状の扁平形電池2と回路部4とがスペーサ3を介して一体化されたユニットである。電池ユニット1は、例えば、歩数計、補聴器、自動車用の電子キー、ICタグ、センサユニットなど、コイン型電池を使用する小型機器に電源として使用される。なお、この電池ユニット1は、扁平形電池2が充放電可能な二次電池のユニットである。
As shown in FIG. 1, the battery unit 1 is a unit in which a coin-shaped
そして、電池ユニット1は、図1に示すように、ワイヤー61およびコネクタ端子62を含むコネクタ端子付ワイヤー6を有する。この構成により、電池ユニット1からの電力等を、コネクタ端子付ワイヤー6を介して外部に取り出すことが可能となる。
And the battery unit 1 has the
図1に示すように、電池ユニット1は、扁平形電池2上に、スペーサ3および回路部4が配置されている。
As shown in FIG. 1, in the battery unit 1, a
スペーサ3は、図1に示すように、扁平形電池2と回路部4の回路基板41との間に配置される。スペーサ3は、扁平形電池2と回路基板41との間に、回路基板41の部品実装面上に回路部品42を配置するスペースと、コネクタ端子付ワイヤー6のワイヤーの一端を回路基板41の部品実装面に半田付けによって接続するためのスペースと、を形成する。
As shown in FIG. 1, the
回路部4は、扁平形電池2及び回路部4の積層方向から見て、該扁平形電池2の外形と同等の形状及び大きさを有する。これにより、扁平形電池2と回路部4とをそれらの厚み方向にコンパクトに配置しつつ、電池ユニット1の大きさを扁平形電池2及び回路部4の積層方向から見て該扁平形電池2の外形と同等の大きさにすることができる。
The
以下で、図1から図10を用いて、扁平形電池2及び回路部4等の詳しい構成について説明する。
Hereinafter, detailed configurations of the
(1.1:扁平形電池の構成)
扁平形電池2は、図3に示すように、有底円筒状の外装缶としての正極缶21と、該正極缶21の開口を覆う封口缶としての負極缶22と、正極缶21の外周側と負極缶22の外周側との間に配置されるガスケット23と、正極缶21及び負極缶22の間に形成される空間内に収納される電極体24とを備える。したがって、扁平形電池2は、正極缶21と負極缶22とを合わせることによって、全体が扁平な円柱状となる。正極缶21と負極缶22との間に形成される空間内には、電極体24以外に、非水電解液(図示省略)も封入されている。なお、本実施形態において、扁平形電池2は、充放電可能なリチウムイオン電池として構成されている。
(1.1: Configuration of flat battery)
As shown in FIG. 3, the
正極缶21は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。正極缶21は、円形状の底部211(平面部)と、その外周に該底部211と連続して形成される円筒状の周壁部212とを備える。この周壁部212は、縦断面視(図3に図示した状態)で、底部211の外周端からほぼ垂直に延びるように設けられている。正極缶21は、後述するように、負極缶22との間にガスケット23を挟んだ状態で、周壁部212の開口端側が内側に折り曲げられて、該負極缶22に対してかしめられている。よって、正極缶21の底部211により、扁平形電池2の底面が構成される。
The positive electrode can 21 is made of a metal material such as stainless steel, and is formed into a bottomed cylindrical shape by press molding. The positive electrode can 21 includes a circular bottom portion 211 (planar portion) and a cylindrical
負極缶22も、正極缶21と同様、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。負極缶22は、正極缶21の周壁部212よりも外形が小さい円筒状の周壁部222と、その一方の開口を塞ぐような円形状の平面部221と、を有する。よって、負極缶22の平面部221により、扁平形電池2の上面が構成される。
Similarly to the positive electrode can 21, the negative electrode can 22 is made of a metal material such as stainless steel and is formed into a bottomed cylindrical shape by press molding. The negative electrode can 22 has a cylindrical
負極缶22の周壁部222も、正極缶21と同様、縦断面視で、平面部221に対してほぼ垂直に延びるように設けられている。周壁部222には、平面部221側の基端部222aに比べて径が段状に大きくなる拡径部222bが形成されている。すなわち、周壁部222には、基端部222aと拡径部222bとの間に段部222cが形成されている。図3に示すように、この段部222cに対して、正極缶21の周壁部212の開口端側が折り曲げられてかしめられている。すなわち、正極缶21は、その周壁部212の開口端側が負極缶22の段部222cに嵌合されている。
Similar to the positive electrode can 21, the
(1.2:回路部の構成)
図1に示すように、回路部4は、回路基板41(基板)と、該回路基板41上に実装される複数の回路部品42とを備えている。
(1.2: Configuration of circuit part)
As shown in FIG. 1, the
複数の回路部品42は、回路基板41の一面側にまとめて実装されている。回路部品42としては、例えば、保護回路を構成する保護ICや、充電回路を構成する充電IC、電圧変換を行うDC/DCコンバータなどがある。このDC/DCコンバータを電池ユニット1内に設けることで、扁平形電池2の定格電圧が、使用する電気機器の定格電圧と異なる場合であっても、該電気機器の定格電圧に合わせて電池ユニット1から電圧を出力することが可能となる。よって、様々な定格電圧の扁平形電池を用いて電池ユニット1を構成することが可能になる。なお、詳しくは説明しないが、回路部4は、扁平形電池2の残量検知のために、該扁平形電池2の残容量が少なくなった場合に出力電圧を変更するように構成されている。
The plurality of
図1、図2及び図6に示すように、回路基板41は、平面視で、扁平形電池2の外形と同等の形状(円形)及び大きさを有するように形成されている。これにより、回路基板41によって電池ユニット1が扁平形電池2の直径よりも大型化するのを防止できる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 6, the
回路基板41は、図1に示すように、扁平形電池2の負極缶22の下に、円弧状のスペーサ3を介して配置されている。具体的には、回路基板41は、スペーサ3によって扁平形電池2の負極缶22から所定の間隔を有するように配置された状態で、後述の電池側負極端子51によって負極缶22と接続されているとともに、後述の電池側正極端子52によって正極缶21に接続されている。このように、扁平形電池2において変形が生じにくい負極缶22側に、スペーサ3を介して、回路基板41を配置することで、該扁平形電池2が変形を生じた場合でも回路部4と扁平形電池2との電気的な接続を確保することが可能になる。
As shown in FIG. 1, the
回路基板41は、円弧状のスペーサ3の内側に回路部品42が位置するように、該スペーサ3に対して重ね合わされる(図1参照)。これにより、回路部品42が実装された回路基板41を、扁平形電池2に対してコンパクトに配置することができる。また、上述のような構成にすることで、回路部品42が電池ユニット1の外に露出しないため、ユーザー等が回路部品42に触れるのを防止できる。
The
また、図1に示すように、回路基板41に実装した状態で、積層方向の厚みがスペーサ3の厚みよりも小さい回路部品42を用いることで、スペーサ3によって形成される、扁平形電池2と回路部4の部品実装面との間のスペース内に、保護回路等を構成することができる。なお、スペーサ3の構成については後述する。
In addition, as shown in FIG. 1, the
図2及び図6に示すように、回路基板41には、その外周部分に、略半円状の切り欠き部41a,41cが3箇所設けられている。これらの切り欠き部41a,41cは、回路基板41の外周側に周方向に約120度の間隔で設けられている。各切り欠き部41a,41cには、図6に示すように、回路基板41の側面に、例えば錫メッキによって基板側端子43が形成されている。各切り欠き部41aに設けられた基板側端子43は、特に図示しないが、回路基板41上に実装された回路部品42によって構成される回路(図示省略)に電気的に接続される。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
上述のように、回路基板41に、略半円状の切り欠き部41a,41cを設けることにより、該切り欠き部41a上に形成された基板側端子43と後述する扁平形電池2の電池側負極端子51及び電池側正極端子52とを半田付けする際に、半田が行き渡りやすくなる。これにより、回路基板41の基板側端子43と扁平形電池2の電池側負極端子51及び電池側正極端子52とを半田によってより確実に接続することができる。
As described above, the
本実施形態では、図2及び図6に示すように、3つの切り欠き部41a,41cのうち電池側正極端子52が位置付けられる切り欠き部41cは、他の切り欠き部41aに比べて回路基板41の外周側に設けられている。具体的には、半円状の切り欠き部41cは、その中心の回路基板径方向の位置が、他の切り欠き部41aの中心の位置よりも回路基板41の外周側に位置するように設けられている。すなわち、図6に示すように、切り欠き部41cは、回路基板41の中心から最も回路基板41の内側に位置する部分までの距離Xが、他の切り欠き部41aの距離Yに比べて大きくなるように、回路基板41に設けられている。なお、切り欠き部41a,41cは、いずれも同じ半径を有する半円状に形成されている。
In this embodiment, as shown in FIG.2 and FIG.6, the
これにより、電池側正極端子52の部分が他の部分に比べて回路基板41の外周側に位置付けられるので、電池ユニット1に突出部分を1箇所設けることができる。その結果、電池ユニット1の周方向の位置決めが容易となる。
Thereby, since the part of the battery side
図2に示すように、回路基板41は、コネクタ端子付ワイヤー6のワイヤー61の一端が接続される端子が設けられたワイヤー接続用ランド領域44(接続端子領域)と、複数の回路部品が配置される部品実装領域45とを有する。部品実装領域45は、平面視で、スペーサ3によって囲まれる領域内に形成される。ワイヤー接続用ランド領域44は、平面視で、スペーサ3の後述する切り欠き部31d内に位置する領域内に形成される。
As shown in FIG. 2, the
ワイヤー接続用ランド領域44は、コネクタ端子付ワイヤー6のワイヤー61の一端を電気的に接続するための領域である。例えば、図2に示すように、ワイヤー接続用ランド領域44には、半田付け用のランドが複数(図2の場合は、4つ)設けられている。なお、以下では、説明の便宜のため、コネクタ端子付ワイヤー6の端子数を4つとし、ワイヤー61が4線(4つの導線)からなるものとして説明する。
The wire
ワイヤー接続用ランド領域44に設けられた4つの半田付け用ランドは、例えば、GND端子用ランド47a、出力端子用ランド47b、充電端子用ランド47c、及び、充電表示信号端子用ランド47dである。
The four solder lands provided in the wire
ワイヤー接続用ランド領域44に設けられた4つの半田付け用ランド47a〜47dのそれぞれには、ワイヤー61の各線が、半田付け等により接続される。これにより、GND端子47a、出力端子47b、充電端子47c、及び、充電表示信号端子47dを、コネクタ端子付ワイヤー6を介して、電池ユニット1の外部に引き出すことができる。
Each wire of the
なお、上記では、ワイヤー接続用ランド領域44に、半田付け用ランドを複数設ける場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、ワイヤー接続用ランド領域44に、複数端子コネクタ(上記の場合では、4端子コネクタ)を配置して、コネクタ端子付ワイヤー6の電池ユニット1に接続する側にコネクタ端子を設け、そして、ワイヤー接続用ランド領域44の複数端子コネクタと、コネクタ端子付ワイヤー6のコネクタ端子とを接続してもよい。この構成によっても、GND端子47a、出力端子47b、充電端子47c、及び、充電表示信号端子47dを、コネクタ端子付ワイヤー6を介して、電池ユニット1の外部に引き出すことができる。
In the above description, the case where a plurality of solder lands are provided in the wire
部品実装領域45は、図2および図8に示すように、複数の回路部品を配置するための領域である。上述の通り、回路部品42は、扁平形電池2および回路基板41の積層方向における厚みがスペーサ3の厚み以下であるため、該回路部品42を部品実装領域45に配置した状態でスペーサ3から突出しない。すなわち、当該回路部品42を、扁平形電池2と回路部4の部品実装面との間にスペーサ3によって形成されるスペース内に収納することができる。
The
ここで、回路基板41上に回路部品42によって構成される回路(図示省略)とワイヤー接続用ランド領域44に配置された各種端子とは電気的に接続されている。また、基板側端子43と回路基板41上の前記回路とは、電気的に接続されている。これにより、ワイヤー接続用ランド領域44に設けられた各種端子と基板側端子43とは、電気的に接続される。後述するように、基板側端子43に扁平形電池2の電池側負極端子51及び電池側正極端子52を接続することにより、扁平形電池2とワイヤー接続用ランド領域44に設けられた各種端子とを電気的に接続することができる。ワイヤー接続用ランド領域44に配置された各種端子は、上記で説明した構成により、コネクタ端子付ワイヤー6を介して、電池ユニット1の外部に引き出される。
Here, a circuit (not shown) constituted by the
したがって、コネクタ端子付ワイヤー6を介して、扁平形電池2と外部機器とを接続することができる。その結果、当該外部機器により、コネクタ端子付ワイヤー6を介して、例えば、扁平形電池2の充放電を行うことが可能になる。
Therefore, the
回路基板41には、図2に示すように、外周側で且つ周方向2箇所に、円形状の穴部41bが設けられている。これらの穴部41bは、回路基板41に周方向に180度の間隔で設けられている。各穴部41bは、回路基板41を貫通していて、後述するスペーサ3の突起部32が挿入可能な大きさに形成されている。なお、穴部41bは、回路基板41を貫通していなくてもよい。その場合には、穴部41bは、回路基板41に、回路部品42が実装された面で開口するように形成される。
As shown in FIG. 2, the
(1.3:電池側端子の構成)
図4は、扁平形電池2、スペーサ3、電池側負極端子51および電池側正極端子52を、スペーサ3側から見た斜視図である。つまり、図1と図4とでは、上下関係が逆である。
(1.3: Configuration of battery side terminal)
FIG. 4 is a perspective view of the
図1及び図4に示すように、扁平形電池2の負極缶22の平面部221側には、電池側負極端子51が設けられている。この電池側負極端子51は、図4に示すように、導電性の金属材料からなる長方形状の板部材を、長手方向中央部分が厚み方向に膨出するように折り曲げることにより形成される。すなわち、電池側負極端子51は、扁平形電池2の負極缶22の平面部221に接続される電池接続部51aと、該電池接続部51aの長手方向両側に位置する基板接続部51bとが一体形成された部材であり、該電池接続部51aが基板接続部51bに対して前記部材の厚み方向に膨出している。この電池接続部51aが基板接続部51bに対して膨出する高さは、扁平形電池2にスペーサ3を重ねた状態で該扁平形電池2に取り付けられた電池側負極端子51の基板接続部51bが該スペーサ3上に位置するような高さである。より詳しくは、電池接続部51aが基板接続部51bに対して膨出する高さは、スペーサ3に設けられた後述する溝部31aの部分における該スペーサ3の厚みと同等である。
As shown in FIGS. 1 and 4, a battery-side
電池接続部51aは、扁平形電池2の負極缶22の平面部221に溶接によって固定されている。詳しくは、電池接続部51aは、図4に示すように、電池側負極端子51の基板接続部51bがスペーサ3上に載置されるように、電池側負極端子51の膨出側の面が負極缶22の平面部221に溶接固定される。これにより、電池側負極端子51を扁平形電池2に固定できる。しかも、電池側負極端子51には、電池接続部51aによって、基板接続部51bよりも凹んだ窪みが形成されるため、回路基板41に実装される回路部品42を該窪み内に配置することができる。したがって、より多くの回路部品42を回路基板41と扁平形電池2との間にコンパクトに配置することができる。
The
なお、電池接続部51aは、基板接続部51bをスペーサ3に設けられた後述の溝部31a内に配置した状態で、該スペーサ3の内周に接触しないような長さを有する。上述のように電池接続部51aと回路基板41との間にも回路部品42が位置付けられることを考慮すると、電池接続部51aは、スペーサ3の内周に接触しない範囲で、できるだけ長いほうが好ましい。
The
基板接続部51bは、回路基板41と半田によって固定される。詳しくは、基板接続部51bと、回路基板41の切り欠き部41a内に設けられた基板側端子43とを、図6に示すように位置付けた状態で、基板接続部51bは、該基板側端子43と半田付けされる。これにより、基板接続部51bは、回路基板41の側面と接続される。基板接続部51bにおける電池側負極端子51の長手方向両端部分の表面には、錫メッキが施されている(図5における網状のハッチング部分)。これにより、基板接続部51bと基板側端子43とを半田によってより確実に接続することができる。
The
基板接続部51bは、スペーサ3の外周側に位置する端部が、該スペーサ3の外周に沿うように、電池側負極端子51の長手方向に対して斜めに形成されている。すなわち、基板接続部51bは、平面視で台形状に形成されている。これにより、基板接続部51bを電池1の外方に突出させることなく基板接続部51bを平面視で長方形状に形成した場合に比べて、回路基板41の切り欠き部41a内に露出する基板接続部51bの面積を増大させることができる。したがって、電池ユニット1の大型化を防止しつつ、基板接続部51bと基板側端子43とを、半田によって、より確実に接続することができる。
The
図1及び図4に示すように、扁平形電池2及びスペーサ3を厚み方向に挟み込むように電池側正極端子52が設けられている。この電池側正極端子52は、導電性の金属材料からなる板部材によって構成されていて、その一方の端部が扁平形電池2の正極缶21の底部211に溶接によって固定される一方、他方の端部はスペーサ3の回路部4側の面上に位置付けられる。
As shown in FIGS. 1 and 4, a battery-side
具体的には、図1及び図4に示すように、電池側正極端子52は、正極缶21の底部211に接続される電池接続部52aと、スペーサ3上で回路基板41に接続される基板接続部52bと、電池接続部52aと基板接続部52bとを繋ぐ連結部52cとを有する。電池接続部52a及び基板接続部52bは、連結部52cに対して同じ方向に折り曲げられている。これにより、電池側正極端子52を、扁平形電池2及びスペーサ3を厚み方向に挟み込むように配置することができる。
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 4, the battery-side
基板接続部52bは、回路基板41と半田によって固定される。詳しくは、基板接続部52bと、回路基板41の切り欠き部41a内に設けられた基板側端子43とを、図6に示すように位置付けた状態で、基板接続部52bは、該基板側端子43と半田付けされる。これにより、基板接続部52bは、回路基板41の側面と接続される。
The
なお、基板接続部52bは、スペーサ3と重なる部分に、錫メッキが施されている(図5における網状のハッチング部分)。これにより、基板接続部52bと回路基板41の基板側端子43とを半田によってより確実に接続することができる。
In addition, the board |
電池側正極端子52は、連結部52cが扁平形電池2の側面から離間するように、該扁平形電池2に取り付けられている。すなわち、電池側正極端子52は、連結部52cがスペーサ3に設けられた後述の突出部31cに接触した状態で、扁平形電池2に取り付けられている。以上の構成により、電池側正極端子52は、扁平形電池2の径方向外方に突出している。後述するように、電池側正極端子52は、電池ユニット1の周方向の位置決めを行うための突出部分として機能する。
The battery-side
以上の構成では、回路基板41の外周側に複数の切り欠き部41a,41cを設けるとともに、該切り欠き部41a,41c内に形成された基板側端子43と扁平形電池2の電池側負極端子51及び電池側正極端子52とをそれぞれ電気的に接続する。これにより、回路基板41の側面で、該回路基板41上に形成された回路と扁平形電池2の電池側負極端子51及び電池側正極端子52とを電気的に接続できる。このため、回路基板を端子の先端部分が挿通した状態で半田付けする構成に比べて、電池ユニット1の厚みを小さくすることができる。すなわち、上述の構成では、回路基板から端子の先端部分が突出したり半田によって厚みが厚くなったりすることがないため、電池ユニット1の厚みをより小さくすることができる。
In the above configuration, a plurality of
また、上述のように、扁平形電池2にそれぞれ接続された電池側負極端子51及び電池側正極端子52の3つの基板接続部51b,52bによって、回路基板41と扁平形電池2とが接続される。これにより、該回路基板41を安定して固定することができる。
Further, as described above, the
(1.4:スペーサ)
スペーサ3は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料からなる部材であり、図2、図4、図5、図7および図8に示すように、略円弧状に形成されている。すなわち、スペーサ3は、平面視で、リング形状から一部を切り欠いたような形状(C字形状)を有する。スペーサ3は、回路基板41上に配置された状態で部品実装領域45を囲むような大きさを有する。また、スペーサ3に設けられた切り欠き部31dは、回路基板41上に配置された状態でワイヤー接続用ランド領域44よりも大きい。これにより、スペーサ3を回路基板41上に配置した状態で、ワイヤー接続用ランド領域44を露出させることができる。切り欠き部31dは、後述する突出部31cと対抗する位置に形成されている。
(1.4: Spacer)
The
このような形状を有するスペーサ3を、扁平形電池2と回路部4との間に配置することで、スペーサ3の内側に、回路部品42を実装するためのスペースを確保しつつ、切り欠き部31d内に、端子を半田付けするスペースあるいはコネクタを配置するスペースを確保することができる。
By arranging the
スペーサ3は、扁平形電池2の負極缶22に接着剤によって接着固定される。すなわち、特に図示しないが、スペーサ3と扁平形電池2の正極缶21との隙間は接着剤によって埋められる。スペーサ3の負極缶22と接着される側の反対側には、該スペーサ3内に回路部品42が位置付けられるように、回路基板41が配置される。これにより、スペーサ3は、扁平形電池2と回路基板41との間に位置する。
The
スペーサ3は、回路部品42が扁平形電池2と接触しない所定の間隔が形成されるような厚みを有している(図1参照)。これにより、扁平形電池2の負極缶22側に回路部品42を配置するためのスペースを形成しつつ、該扁平形電池2が変形を生じても回路部品42が該扁平形電池2に接触して損傷を受けるのを防止できる。
The
スペーサ3には、図2、図4、図5、図7および図8に示すように、厚み方向の一方の端面に、電池側負極端子51及び電池側正極端子52をそれぞれ配置可能な溝部31a、31bが設けられている。具体的には、スペーサ3において、回路基板41が配置される側の面に、周方向3箇所に溝部31a,31bが設けられている。
As shown in FIGS. 2, 4, 5, 7, and 8, the
溝部31aは、平面視でスペーサ3を横断するように、電池側負極端子51の基板接続部51bに対応してスペーサ3の周方向2箇所に設けられている。すなわち、2つの溝部31aは、スペーサ3上の対向する位置に、同じ方向に向かって延びるように設けられている。溝部31a内には、電池側負極端子51の基板接続部51bがそれぞれ位置付けられる。溝部31aは、その深さが電池側負極端子51の基板接続部51bの厚みよりも大きい。これにより、溝部31a内に電池側負極端子51の基板接続部51bを配置した状態で、該基板接続部51bがスペーサ3における回路基板41側の端面から突出するのを防止できる。
The
溝部31bは、電池側正極端子52の基板接続部52bに対応してスペーサ3の周方向1箇所に設けられている。溝部31bは、溝部31aとともにスペーサ3に平面視でT字を形成する位置に設けられている。溝部31b内に、電池側正極端子52の基板接続部52bが位置付けられる。溝部31bは、その深さが電池側正極端子52の基板接続部52bの厚みよりも大きい。これにより、溝部31b内に電池側正極端子52の基板接続部52bを配置した状態で、該基板接続部52bがスペーサ3における回路基板41側の端面から突出するのを防止できる。
The
図4及び図7に示すように、スペーサ3において溝部31bが設けられている部分には、該スペーサ3の径方向外方に向かって突出する突出部31cが設けられている。この突出部31cは、平面視で長方形状に形成されているとともに、先端部分に向かって肉厚が小さくなるように、回路基板41側の面がテーパ状に形成されている。すなわち、突出部31cは、スペーサ3の径方向内方に向かって厚みが大きくなるように、回路基板41側にテーパ面を有する。
As shown in FIGS. 4 and 7, a
このようにスペーサ3に突出部31cを設けることにより、溝部31b内に配置される電池側正極端子52を、スペーサ3の外周よりも該スペーサ3の径方向外方に位置付けることが可能になる。すなわち、溝部31b内に基板接続部52bが配置される電池側正極端子52は、連結部52cが突出部31cの先端部分に接触するため、スペーサ3の径方向外方に突出する。これにより、電池ユニット1において、周方向1箇所に突出部分を設けることができる。よって、電池ユニット1を装着する機器側に、該電池ユニット1の突出部分に対応する窪みが形成されている場合に、該機器に対して電池ユニット1を周方向に位置決めした状態で装着することができる。
Thus, by providing the
しかも、突出部31cには、回路基板41側の面に、先端部分に向かって肉厚が小さくなるようなテーパが形成されているため、溝部31b内に電池側正極端子52の基板接続部52bを容易に配置することができる。すなわち、既述のとおり、電池側正極端子52は、略C字状に形成されているため、突出部31cにテーパを設けることにより、該電池側正極端子52の基板接続部52bを突出部31c上で移動させる際に、該電池側正極端子52の電池接続部52aと基板接続部52bとの間を容易に広げることができる。これにより、電池側正極端子52の基板接続部52bを溝部31b内に容易に位置付けて、該電池側正極端子52によって扁平形電池2及びスペーサ3を厚み方向に挟み込むことができる。
In addition, since the protruding
本実施形態では、突出部31cにテーパを形成したが、この限りではなく、突出部31cを設けずに溝部31bのスペーサ3外周側の溝底面をテーパ状に形成してもよい。
In this embodiment, the
スペーサ3には、溝部31a,31bが設けられている面、すなわち回路基板41側の面に、周方向2箇所に、位置合わせ用の突起部32が設けられている。各突起部32は、回路基板41に設けられた円形状の穴部41b内に挿入可能なように円柱状に形成されている。これにより、スペーサ3上に回路基板41を配置する際に、該スペーサ3に対して回路基板41を位置決めすることができる。
The
2つの突起部32は、平面視でスペーサ3の中央部分を挟んで互いに反対側に設けられている。すなわち、2つの突起部32は、スペーサ3上に周方向に180度の間隔で設けられている。これにより、2つの突起部32を回路基板41の穴部41b内に挿入することで、回路基板41をスペーサ3に対してより確実に位置決めすることができる。なお、図4、図5及び図7の例では、2つの突起部32は、溝部31aに並んで形成されている。2つの突起部32の配置は、上述の配置に限らず、どのような配置であってもよい。
The two
なお、突起部32は、スペーサ3に1つ設けてもよいし、3つ以上設けてもよい。スペーサ3に突起部32を一つ設ける場合、該突起部32の形状は円柱状よりも角柱状の方が好ましい。突起部が円柱状の場合には、スペーサ3に対して回路基板41が回転するが、突起部が角柱状の場合にはスペーサ3に対して回路基板41が回転しないため、スペーサ3に対して回路基板41を容易に位置決めすることができる。
One
<2:電池ユニットの製造方法>
次に、上述のような構成を有する電池ユニット1の製造方法について、図9及び図10を用いて説明する。
<2: Manufacturing method of battery unit>
Next, a method for manufacturing the battery unit 1 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
まず、図9に示すように、切り欠き部41a及び基板側端子43が設けられた回路基板41の一面側に、複数の回路部品42を実装して回路部4を形成する。回路基板41に回路部品42を実装する方法は従来と同様なので、詳しい説明を省略する。
First, as shown in FIG. 9, the
また、回路基板41のワイヤー接続用ランド領域44に設けられた4つの半田付け用ランドに対して、ワイヤー61の4線(4つの導線)を、それぞれ、半田46により半田付けを行う。
Also, the four wires (four conductors) of the
なお、ワイヤー61において電池ユニット1に接続される端子がコネクタ端子の場合には、回路基板41のワイヤー接続用ランド領域44に、4端子用のコネクタを設ければよい。
In addition, when the terminal connected to the battery unit 1 in the
一方、図10に示すように、扁平形電池2の下に弾性接着剤によってスペーサ3を接着固定するとともに、該扁平形電池2に対して電池側負極端子51及び電池側正極端子52を溶接によって固定する。このとき、電池側負極端子51は、スペーサ3の溝部31a内に基板接続部51bが位置付けられるように配置される。また、電池側正極端子52は、スペーサ3の溝部31b内に基板接続部52bが位置付けられるとともに、連結部52cがスペーサ3の突出部31cの先端部分に接触するように、配置される。
On the other hand, as shown in FIG. 10, the
その後、図6に示すように、スペーサ3、電池側負極端子51及び電池側正極端子52が取り付けられた扁平形電池2に対して、回路部4の回路基板41を配置する。このとき、回路基板41は、スペーサ3の内側に、回路基板41に実装された回路部品42が位置付けられるように、スペーサ3に対して組み立てられる。また、回路基板41は、スペーサ3に設けられた突起部32が回路基板41に設けられた穴部41b内に挿入されるように、スペーサ3に対して取り付けられる。そして、回路基板41の切り欠き部41aに設けられた基板側端子43と電池側負極端子51及び電池側正極端子52とをそれぞれ、半田によって接続する。
Then, as shown in FIG. 6, the
以上により、電池ユニット1を製造することができる。 Thus, the battery unit 1 can be manufactured.
≪実施形態の効果≫
本実施形態の電池ユニット1は、扁平形電池2、スペーサ3、および、回路部4を備える。スペーサ3は、平面視で、リング形状から円弧の一部を切り取ったような形状(C字形状)を有する。また、スペーサ3は、部品実装領域45を囲むような大きさを有する。さらに、スペーサ3の切り欠き部31dは、ワイヤー接続用ランド領域44に対応して形成され、ワイヤー接続用ランド領域44よりも大きな面積を有する。
<< Effects of Embodiment >>
The battery unit 1 of the present embodiment includes a
したがって、スペーサ3を、扁平形電池2と回路部4との間に配置することで、回路基板41上、かつ、スペーサ3の内側に、回路部品42を実装するスペースを確保しつつ、回路基板41に、ワイヤー61を接続するスペースを確保することができる。そして、回路基板41のワイヤー接続用ランド領域44に設けられた端子に、コネクタ端子付ワイヤー6のワイヤー61の一端に設けられた接続端子を接続することで、回路基板41の所定の端子を、電池ユニット1の外部に引き出すことができる。
Therefore, by arranging the
つまり、本実施形態によれば、扁平形電池2と回路部4(保護回路等を含む。)とを含む略円柱状の電池ユニット1のコンパクト化を図りつつ、回路部4の保護回路等を外部機器に確実に接続することができる。
That is, according to the present embodiment, the substantially cylindrical battery unit 1 including the
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only the illustration for implementing this invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the invention.
前記実施形態では、スペーサ3に突出部31cを設けて、該突出部31cに電池側正極端子52を接触させている。しかしながら、スペーサ3に突出部31cを設けなくてもよい。この場合には、電池側正極端子52を、扁平形電池2の径方向外方に突出するように配置すればよい。また、電池側正極端子52を扁平形電池2の側面から離間して配置するのではなく、電池側正極端子52の厚みを大きくして該電池側正極端子52を扁平形電池2の径方向外方に突出させてもよい。
In the embodiment, the protrusion 3c is provided on the
前記実施形態では、スペーサ3に溝部31a,31bを設けて、該溝部31a,31b内に電池側負極端子51及び電池側正極端子52をそれぞれ配置している。しかしながら、スペーサ3に溝部を設けなくてもよい。この場合には、スペーサ3において、電池側正極端子52が位置付けられる部分に、突出部31cを設ければよい。
In the embodiment, the
前記実施形態では、回路基板41に設けた切り欠き部41a,41cのうち、電池側正極端子52が位置付けられる切り欠き部41cを、他の切り欠き部41aに比べて、回路基板41の径方向外方側に設けている。しかしながら、切り欠き部41a,41bを、回路基板41の径方向の同じ位置に設けてもよい。
In the embodiment, of the
前記実施形態では、回路基板41の切り欠き部41aの形状を略半円状にしているが、円の一部または全部を構成する形状であってもよいし、矩形状など、円以外の形状であってもよい。
In the embodiment, the shape of the
前記実施形態では、回路基板41は扁平形電池2の外形と同等の形状及び大きさを有するが、この限りではなく、回路基板41は、扁平形電池2よりも小さくても良いし、大きくても良い。
In the embodiment, the
前記実施形態では、電池ユニット1の電池側負極端子51や電池側正極端子52が絶縁物で被覆されていない場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、電池ユニット1の電池側負極端子51や電池側正極端子52等を、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)など、熱によって収縮する樹脂材料からなるフィルム状のチューブで覆うようにしてよい。また、電池ユニット1の電池側負極端子51や電池側正極端子52を、樹脂材料等を用いてコーティングするようにしてもよい。また、回路部4及び扁平形電池2の積層体の側面をチューブで覆うようにしてもよい。さらに、前記積層体の側面を樹脂材料によってコーティングしてもよい。
In the above embodiment, the case where the battery-side
前記実施形態では、回路部4の回路部品42と扁平形電池2との間に所定の間隔を設けているが、この限りではなく、間隔を設けないようにしてもよい。また、回路部4を、扁平形電池2の封口缶である負極缶22側ではなく、外装缶である正極缶21側に配置してもよい。さらに、回路部4の回路部品42を、回路基板41における扁平形電池2側とは反対側の面に実装してもよい。
In the embodiment, a predetermined interval is provided between the
前記実施形態では、外装缶を正極缶21とし、封口缶を負極缶22としているが、この限りではなく、外装缶を負極缶とし、封口缶を正極缶としてもよい。この場合には、電池側負極端子51を電池側正極端子とし、電池側正極端子52を電池側負極端子とすればよい。
In the embodiment, the outer can is the positive electrode can 21 and the sealed can is the negative electrode can 22. However, the present invention is not limited to this, and the outer can may be the negative electrode can and the sealed can may be the positive electrode can. In this case, the battery-side
前記実施形態では、扁平形電池2をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、扁平形電池2は、充電可能な2次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、扁平形電池2は、1次電池であってもよい。扁平形電池2が1次電池の場合には、回路部として例えばキャパシタなどが実装される。
In the said embodiment, the
前記実施形態では、図1、図2等に示したコネクタ端子付ワイヤー6を用いる場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、コネクタ端子付ワイヤー6は、別々の線材からなるワイヤー群であってもよい。また、コネクタ端子付ワイヤー6は、ワイヤー接続用ランド領域44からコネクタ端子62に各線を平行に設置したケーブル(例えば、フレキシブル平行線材やフラットケーブル)により接続されるものであってもよいし、また、より線(ツイスト線)等により接続されるものであってもよい。
In the said embodiment, although the case where the
また、前記実施形態では、ワイヤー接続用ランド領域44のランド数(端子数)およびコネクタ端子付ワイヤー6の端子数が4つである場合について説明したが、これに限定されることはなく、ワイヤー接続用ランド領域44のランド数(端子数)およびコネクタ端子付ワイヤー6の端子数は他の数であってもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the number of lands (number of terminals) of the
また、前記実施形態において、上下関係は、一例であり、電池ユニット1の上下は逆であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, the up-down relationship is an example and the up-down direction of the battery unit 1 may be reverse.
また、上記実施形態における扁平形電池の製造方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。 Moreover, the execution order of the manufacturing method of the flat battery in the said embodiment is not necessarily restrict | limited to description of the said embodiment, and can change an execution order in the range which does not deviate from the summary of invention. is there.
本発明による電池ユニットは、回路が形成された基板と小型機器の電源として使用される扁平形電池とを備えた構成に利用可能である。 The battery unit according to the present invention can be used in a configuration including a substrate on which a circuit is formed and a flat battery used as a power source for a small device.
1:電池ユニット、2:扁平形電池、21:正極缶(外装缶)、211:底部(平面部)、22:負極缶(封口缶)、221:平面部、3:スペーサ、31d:切り欠き部、32:突起部、4:回路部、41:回路基板(基板)、41a,41c:切り欠き部、41b:穴部、43:基板側端子、44:ワイヤー接続用ランド領域、45:部品実装領域、51:電池側負極端子、52:電池側正極端子、6:コネクタ端子付ワイヤー、61:ワイヤー、62:コネクタ端子 1: battery unit, 2: flat battery, 21: positive electrode can (exterior can), 211: bottom part (planar part), 22: negative electrode can (sealing can), 221: flat part, 3: spacer, 31d: notch Part, 32: projection part, 4: circuit part, 41: circuit board (board), 41a, 41c: notch part, 41b: hole part, 43: board side terminal, 44: land area for wire connection, 45: component Mounting area 51: Battery side negative terminal 52: Battery side positive terminal 6: Wire with connector terminal 61: Wire 62: Connector terminal
Claims (4)
前記扁平形電池の上面及び底面のうち一方の面に対して固定される基板と、
前記扁平形電池と前記基板との間に位置するスペーサと、
を備え、
前記基板は、扁平形電池側の面に、回路部品が実装される部品実装領域と、平面視で前記部品実装領域よりも前記基板の外周側に位置する接続端子領域とを有し、
前記スペーサは、前記部品実装領域を囲むように形成されるとともに、前記接続端子領域が露出するように前記接続端子領域よりも大きい切り欠き部を有し、
前記接続端子領域には、前記扁平形電池および前記回路部品を、外部機器に対して電気的に接続するための接続線が接続されている、
電池ユニット。 A flat battery having a bottomed cylindrical outer can and a bottomed cylindrical sealing can covering the opening side of the outer can;
A substrate fixed to one of the top and bottom surfaces of the flat battery;
A spacer positioned between the flat battery and the substrate;
With
The board has a component mounting area on which a circuit component is mounted on the surface of the flat battery side, and a connection terminal area located on the outer peripheral side of the board with respect to the component mounting area in plan view ,
The spacer is formed so as to surround the component mounting region, and has a cutout portion larger than the connection terminal region so that the connection terminal region is exposed,
A connection line for electrically connecting the flat battery and the circuit component to an external device is connected to the connection terminal region .
Battery unit.
請求項1に記載の電池ユニット。 The connection line is connected to the flat battery side surface of the substrate,
The battery unit according to claim 1.
前記扁平形電池は、前記外装缶の側壁の開口部側が前記封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせることによって形成される円柱状である、
請求項1又は2に記載の電池ユニット。 Each of the outer can and the sealed can is a bottomed cylindrical shape,
The flat battery is a columnar shape formed by combining the outer can and the sealing can so that the opening side of the side wall of the outer can is located on the outer periphery of the side wall of the sealed can.
The battery unit according to claim 1 or 2 .
請求項3に記載の電池ユニット。 The substrate has a substantially circular shape having an outer diameter equivalent to that of the flat battery in plan view.
The battery unit according to claim 3 .
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