JPH0765809A - 端子付電池および回路基板 - Google Patents

端子付電池および回路基板

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JPH0765809A
JPH0765809A JP5213693A JP21369393A JPH0765809A JP H0765809 A JPH0765809 A JP H0765809A JP 5213693 A JP5213693 A JP 5213693A JP 21369393 A JP21369393 A JP 21369393A JP H0765809 A JPH0765809 A JP H0765809A
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JP
Japan
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terminal
battery
circuit board
terminal piece
arc shape
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JP5213693A
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Fumio Oo
文夫 大尾
Seiichi Mizutani
精一 水谷
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/216Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for button or coin cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリーバックアップ用電源等に使用される
端子付電池、あるいは各種の回路基板に電池が容易に着
脱自在に装備できる構造とし、電池交換作業の簡素化を
図る。 【構成】 相手側機器の平板状端子片に装着される電池
1の端子表面に取り付けた端子片2,3の構成として一
方の面において開口部A1を形成するように周縁端部を
円弧状に折り曲げ加工された先端部分2b,3bと他方
の面において部分的に内方に突出した球冠部2a,3a
によって形成される係止部空間Cを備えるとともに、板
厚が0.15〜1.0mmの範囲でビッカース硬度250
〜450HV、バネ限界値30〜60kgf/mm2の金属
材料を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電池を着脱自在に装備で
きる端子付電池ならびに回路基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に電子機器等の各種メモリーバック
アップ用電源として、コイン形、ボタン形、円筒形のリ
チウム、アルカリ等の一次、二次電池が多用されてお
り、この種の電池に端子を抵抗溶接、レーザー溶接(Y
AGレーザ、エキシマレーザー、炭酸ガスレーザー)等
の方法で装着したものを回路基板に直接半田付けして取
り付けられていた。この場合、電池の寿命が低下した時
や、電池寿命の保証期間に至った時の電池交換作業が頻
雑であった。また最近の資源のリサイクル利用を考慮し
た時、各種金属酸化物やリチウム、亜鉛等の稀少金属を
使用する電池は、リサイクルの必要性が望まれていた。
このため、特開昭60−131753号公報、特公平3
−40464号公報記載のように電池を容易に取り出し
できるような電池ホルダーが使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電池を電池ホルダーに
装着して使用する場合、回路基板内に前記の電池ホルダ
ーを収納するスペースが必要となり、特に最近のような
電子機器の小型化が汎用化されていることを考慮する
と、回路基板内に電池ホルダーを収納するスペースを設
けることが困難であった。
【0004】本発明は上記課題を解決するもので、電池
の取り替えが容易で、しかも電池の固定強度に優れる端
子付電池、ならびに回路基板を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明は相手側機器の平板状端子に装着される
電池の端子表面に取り付けた端子片、あるいは回路基板
に設けた電池端子表面に取り付けた平板状の端子の装着
部材の構造、材質について検討を加えたものである。具
体的には前記電池の端子表面に取り付けた端子片、ある
いは回路基板に設けた平板状の電池端子の装着部材の構
造として、一方の面において開口部を形成するように周
縁端部を円弧状に折り曲げ加工された先端面と他方の面
において部分的に内方に突出した球冠部の先端面によっ
て形成される係止部を備えた構造とし、係止部において
被装着部材を内方に突出した球冠部の強固で安定した弾
力性によって圧接固定する構造とすることにより、前記
問題点を解決するものである。
【0006】さらに前記端子片、装着部材ならびに被装
着端子材の材料としては、それぞれの板厚が0.15mm
〜1.0mmの範囲で、、ビッカース硬度が従来からこの
種の用途材として250HV以下、バネ限界値が30kg
f/mm2未満であるが、本発明のものはビッカース硬度
が250〜450HV、バネ限界値が30〜60kgf/
mm2としたもので、係止部の係合空間の距離を被装着材
の板厚よりも0.1〜0.5mm短くしたステンレス材、
ニッケル材、あるいはこれらの複合材等で構成するもの
である。
【0007】
【作用】本発明による端子片を装着した端子付電池ある
いは回路基板を用いることにより、電池の交換が着脱自
在に行えるとともに、構成上生ずるバネ圧による強固な
圧着状態を常に維持でき、取扱い上、ならびにリサイク
ル等の経済上非常に有益なものとなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1〜図5
に示す。なお実施例として電池の端子表面に本発明の端
子片を備えた端子付電池の例で説明する。
【0009】図1はコイン形リチウム電池1の正、負極
端子面に本発明に係る端子片2、3をレーザー溶接によ
って溶接固定した状態を示す正面図で、端子片2、3の
先端部には図5の要部拡大断面図に示すように一方の面
Aにおいて開口部を形成するように周縁端部を円弧状に
折り曲げ加工された部分2b,3bと他方の面Bにおい
て部分的に内方に突出した球冠部2a,3aによって形
成される相手側端子の係止部空間Cを形成している。2
C,3Cは相手側機器の端子を嵌着する際の端子挿入ガ
イドあるいは位置決めガイドである。
【0010】図2は、図1の平面図、図3は図1の側面
図を示す。図4は、相手側平板状端子片4を前記係止部
空間Cに嵌着した時の状態を示す正面図であり、図5は
図4のX−Y部分における断面図を示す。従って図5は
相手側機器に設けられた平板状の端子片4が嵌着された
状態の断面を示しており、端子片4は本発明の端子片、
つまり一方の面Aにおいて開口部A1を形成するように
周縁端部を同一の曲率半径でもって円弧状に折り曲げ加
工された部分2b,3bの先端部分面A2,A3と、他
方の面Bにおいて部分的に内方に突出した球冠部2a,
3aの先端面B1によって形成される係止部空間Cに圧
接状態で係合固定されている。先端部分面A2,A3と
球冠部先端面B1の間隔をDとし、相手側端子片4の板
厚をTとした時、DとTは(数2)に示す関係が成立す
る構成としている。
【0011】
【数2】
【0012】本発明の端子片の材料としては、その板厚
が0.15〜1.0mmでビッカース硬度が250〜45
0HV、バネ弾性率が30〜60kgf/mm2の金属材料
で構成している。板厚が0.15〜1.0mmとしたの
は、電池の端子表面に端子片をレーザー溶接、抵抗溶
接、超音波溶接等の方法で取り付ける場合、発熱などで
電池内部構成材料に悪影響を及ばさない状態で溶接、固
着する条件として、板厚が1.0mm以上では溶接時に多
大の発熱が生ずるため、電池内部構成材料に悪影響を及
ぼす。また、仮に溶接ができてもこの種の用途に耐えら
れる十分な溶接強度が得られない。
【0013】また板厚が0.15mm以下の場合、端子片
の固定強度としてバネ弾性率が30〜60kgf/mm2
ビッカース硬度が250〜450HVの本発明の範囲の
材料であっても、通常の振動状態では問題はないが、ト
ラック輸送などの輸送時における振動状態では取り付け
強度不足のため、簡単に外れるため好ましくない。また
ビッカース硬度250〜450HVで、バネ弾性率を3
0〜60kgf/mm2としたのは従来からこの種の端子材
として、ビッカース硬度250HV未満、バネ限界値3
0kgf/mm2未満の材料が使用されていたが、この程度
の材料では本発明の構成ならびに用途として強度的に弱
く、バネ限界値が30kgf/mm2未満の材料では電池の
取り付け、取り外しの繰り返しによって、スプリング復
元力が脆化すること、ビッカース強度が250HV未満
では、端子片の挿入、脱着時において材料が軟らかく、
板厚が0.15mm未満の材料では端子が変形してしまう
こと、ビッカース硬度が450HV以上のものでは振動
付加時において材料の硬度が硬すぎるため、応力集中に
よって端子片が折れてしまう場合が多々あること。また
端子片を円弧状に折り曲げ加工する際に通常は曲率半径
が板厚の2倍程度で十分であるが5倍程度ないと加工で
きず、省スペースの観点から好ましくないためである。
【0014】従ってこの種の端子片材料ならびに被着端
子材料としては、端子片材料、被着端子材料の厚みがほ
ぼ同一で板厚が0.15mm〜1.0mmの範囲で、ビッカ
ース硬度が250〜450HVでバネ弾性率が30〜6
0kgf/mm2の範囲のものが必要となる。
【0015】次に本発明の端子片と従来の端子片材料を
用いて図1に示すような端子付二酸化マンガンリチウム
電池CR2020をそれぞれ100個づつ基板に実装
し、装着・脱着を50回と500回行った場合の接触不
良発生率とMIL−STD−202Eの振動試験条件で
振動試験を実施した時の電池外れ発生率を(表1),
(表2)に示す。
【0016】(表1)は本発明に係る係止部空間距離
D、平板状端子片である被装着材の板厚Tとの関係を見
い出した実験結果を示し、端子片材料として板厚0.1
5mm、ビッカース硬度350HV、バネ弾性率35kgf
/mm2のニッケル材を使用した場合の結果、(表2)は
板厚0.5mm、ビッカース硬度300HV、バネ弾性率
32kgf/mm2のニッケル材を使用した場合の結果を示
す。(表3)は被装着端子片材の板厚が0.3mmのもの
で、本発明に係る物性値をもった端子片材料、具体的に
はビッカース硬度300HV、バネ弾性率40kgf/mm
2と従来の物性値のもの、具体的にはビッカース硬度2
30HV、バネ弾性率25kgf/mm2を端子片材料とし
て使用した場合の比較、なお端子片材料はいずれもステ
ンレス材を使用し、端子の円弧状折り曲げ加工部曲率半
径が板厚の2倍のRに加工したものならびに球冠部は、
その高さHが板厚と同様のもので実施した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】また(表3)に示す本実施例では厚みが
0.3mmのステンレス材を使用した例を示したが、ステ
ンレス以外の素材として、本発明に係る範囲の物性をも
ったニッケル材、銅材、鋼材、燐青銅、真鍮、アルミ銅
等単独、あるいはクラッド材のような複合材料、あるい
は表面処理加工材料であれば、(表1),(表2),
(表3)に示す実験結果と同様の効果があり使用可能で
あることが実験より判明している。
【0021】なお図6は本発明の他の実施例を示し、回
路基板5に本発明の端子装着部材6を設けた例を示す側
面模式図であり、平板状端子7を電池1の正、負極端子
面に取り付けた電池を回路基板に設けた端子装着部材に
挿入する時の状態を示したもので、端子装着部材の構成
を本発明の構成とすることにより、前記と同様の効果が
得られることが同様の実験より判明しているものであ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、コイン
形、ボタン形、円筒形、角形等の電池の保持を一方の面
において開口部を形成するように周縁端部を円弧状に折
り曲げ加工された部分と他方の面において、部分的に内
方に突出させた球冠部によって、形成される係止空間部
に相手側端子を挟持し、圧着固定することで常に相手側
端子に強固なバネ圧で挟持させるような力を作用させる
ことにより確実にし、耐振動性が高く、長期に渡って相
手側端子との電気的接触状態を良好なものに維持できる
とともに、電池の取り外し、挿着が相手側端子が挿入さ
れた時に当接する部分が球冠となっているため極めて容
易にできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による端子片を備えたコイン形電池の正
面図
【図2】本発明による端子片を備えたコイン形電池の平
面図
【図3】本発明による端子片を備えたコイン形電池の側
面図
【図4】本発明による端子片に相手側機器の平板状端子
片を嵌着した状態の正面図
【図5】本発明による端子片に相手側機器の平板状端子
片を嵌着した状態の要部断面図
【図6】本発明の他の実施を示す側面模式図
【符号の説明】
1 電池 2,3 端子片 2a,3a 部分的に内方に突出した球冠部 2b,3b 円弧状に折り曲げ加工された部分 2C,3C 端子挿入ガイド 4 平板状端子片 5 回路基板 6 回路基板に設けた端子装着部材 7 平板状端子 A1 開口部 A2,A3 円弧状に折り曲げ加工された部分の先端面 B1 球冠部の先端面 C 係止部空間

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池の端子表面に端子片を備えた端子付電
    池であって、端子片には、相手側機器に設けられた平板
    状の端子片が嵌着される係止部を備え、前記係止部は、
    一方の面において開口部を形成するように周縁端部を円
    弧状に折り曲げ加工された部分と他方の面において、部
    分的に内方に突出した球冠部によって形成されることを
    特徴とする端子付電池。
  2. 【請求項2】電池の端子表面に設けられた平板状の端子
    を装着する装着部材を有した回路基板であって、装着部
    材には、電池に設けられた平板状の端子片が嵌着される
    係止部を備え、前記係止部は一方の面において、開口部
    を形成するように周縁端部を円弧状に折り曲げ加工され
    た部分と、他方の面において部分的に内方に突出した球
    冠部によって形成されることを特徴とする回路基板。
  3. 【請求項3】端子付電池の端子片の板厚が0.15〜
    1.0mmでビッカース硬度が250〜450HVの範囲
    で、バネ限界値が30〜60kgf/mm2の範囲である請
    求項1記載の端子付電池。
  4. 【請求項4】回路基板の装着部材の板厚が0.15〜
    1.0mmでビッカース硬度が250〜450HVの範囲
    で、バネ限界値が30〜60kgf/mm2の範囲である請
    求項2記載の回路基板。
  5. 【請求項5】一方の面において開口部を形成するように
    周縁端部を円弧状に折り曲げ加工された部分の先端面
    と、他方の面において部分的に内方に突出した球冠部の
    先端面との距離(間隔)をDとし、相手側機器の平板状
    端子の厚みをTとした時、TとDの関係が(数1)に示
    されることを特徴とする請求項1記載の端子付電池。 【数1】
  6. 【請求項6】一方の面において開口部を形成するように
    周縁端部を円弧状に折り曲げ加工された部分の先端面
    と、他方の面において部分的に内方に突出した球冠部の
    先端面との距離(間隔)をDとし、電池端子面に取り付
    けられた平板状の端子の厚みをTとした時、TとDの関
    係が(数1)に示されることを特徴とする請求項2記載
    の回路基板。
  7. 【請求項7】端子付電池の端子片の材料がステンレス、
    ニッケル、銅、鋼、燐青銅、真鍮、アルミ銅単独あるい
    はこれらの複合材、あるいは表面処理加工材である請求
    項1記載の端子付電池。
  8. 【請求項8】回路基板の装着部材の材料がステンレス、
    ニッケル、銅、鋼、燐青銅、真鍮、アルミ銅単独あるい
    はこれらの複合材、あるいは表面処理加工材である請求
    項2記載の回路基板。
JP5213693A 1993-06-07 1993-08-30 端子付電池および回路基板 Pending JPH0765809A (ja)

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US08/249,793 US5582933A (en) 1993-06-07 1994-05-25 Cell with terminals and circuit substrate
DE69402111T DE69402111T2 (de) 1993-06-07 1994-05-27 Knopfzelle mit Anschlüssen und Leiterplatte
EP94303843A EP0629022B1 (en) 1993-06-07 1994-05-27 Cell with terminals and circuit substrate
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