JPH09161744A - 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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JPH09161744A
JPH09161744A JP7325451A JP32545195A JPH09161744A JP H09161744 A JPH09161744 A JP H09161744A JP 7325451 A JP7325451 A JP 7325451A JP 32545195 A JP32545195 A JP 32545195A JP H09161744 A JPH09161744 A JP H09161744A
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JP
Japan
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terminal
battery
terminal piece
circuit board
mounting member
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JP7325451A
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English (en)
Inventor
Fumio Oo
文夫 大尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリーバックアップ用電源等に使用される
端子付電池の機器への装備あるいは各種の回路基板への
電池の装備が、容易に着脱自在にできるようにし、電池
交換作業の簡素化を図る。 【解決手段】 被装着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、平板状端子の両側面を押圧固定する膨出部を側面部
Cに設け、またその膨出部と、一方の面において開口部
1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、他方の面において部分的に内
方に突出した球冠部2a、3aとによって形成される係
止部空間Dを備えるとともに、端子片材料として、板厚
0.15〜1.0mm、ビッカース硬度250〜450
HV、バネ弾性率30〜60kgf/mm2の金属材料
を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、着脱自在に装備で
きる端子付電池ならびに電池を着脱自在に装備できる回
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レーザー、エキシマレーザー、炭酸ガスレーザー溶
接)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が過ぎた時の電池交換作
業が煩雑であった。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、被装着機器即ち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、
あるいは電池端子表面に取り付けられた平板状端子を装
着するために回路基板に設けた装着部材の構造、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
た平板状電池端子の装着部材の構造として、取り付ける
平板状端子の両側面を押圧固定する摺動可能な、電池端
子片の両側面部に設けられたあるいは装着部材の両側面
部に設けられた膨出部と、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
部の先端面と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0.15m
m〜1.0mmの範囲で、従来技術のものは、ビッカー
ス硬度が250HV未満、バネ限界値が30kgf/m
2未満であったが、本発明のものは、ビッカース硬度
が250〜450HV、バネ弾性率が30〜60kgf
/mm2としたもので、係止部の側面膨出部間の距離
(間隔)を被装着材の板幅よりも0.3〜1.0mm、
好ましくは0.4〜1.0mm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】
【発明の実施の形態】本発明による端子片を装着した端
子付電池あるいは装着部材を有する回路基板を用いるこ
とにより、電池の交換が着脱自在に極めて容易に行える
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に示した電池の端子表面に端子片を備えた端子付電池
の例に基づいて説明する。
【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よる端子片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ある。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、その両側面部Cにおいて平板状端子の両側面部を押
圧固定する摺動可能な膨出部2c、3cと、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とによって
形成される相手側機器の端子の係止部空間Dが設けられ
ている。2d、3d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、相手側機器の平板状端子片4を前記
係止部空間Dに嵌着した時の状態を示す正面図であり、
図5は図4のA−A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いる。端子片4は、本発
明による端子片2、3に、つまり、その両側面部Cにお
いて平板状端子の両側面部を押圧固定する摺動可能な膨
出部2c、3cと、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
2、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とによって形成される
係止部空間Dに圧接状態で係合固定されている。なお、
側面膨出部2c、3c間の距離(間隔)をEとし、相手
側平板状端子片4の幅をFとした時、EとFとは、
【0011】
【数3】
【0012】に示す関係が成立するような構成としてい
る。本発明における端子片の材料は、その板厚が0.1
5〜1.0mm、ビッカース硬度が250〜450H
V、バネ弾性率が30〜60kgf/mm2である金属
材料からなっている。
【0013】板厚を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ぼさない状態で溶接、固着する
ためである。板厚が1.0mmを越えると、溶接時に多
大の発熱が生じるため、電池内部構成材料に悪影響を及
ぼすからである。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。また板厚
が1.15mm未満の場合、端子片の固定強度に関し、
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とな
り、簡単に外れるので好ましくない。
【0014】またビッカース硬度を250〜450H
V、バネ弾性率を30〜60kgf/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2
50HV未満、バネ限界値30kgf/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
成ならびに用途に用いるには強度的に弱く、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、ビッカース硬度が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を越える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などのためで
ある。
【0015】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、ビ
ッカース硬度が250〜450HVの範囲、バネ弾性率
が30〜60kgf/mm2の範囲のものが必要とな
る。
【0016】次に、本発明での端子片材料と従来の端子
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個づつ作製
し、これを基板に実装し、装着・脱着を50回と500
回繰り返した場合の接触不良発生率(%)とMIL−S
TD−202Eの振動試験条件での振動試験を実施した
時の電池外れ発生率(%)を表1、表2及び表3に示
す。
【0017】表1は、本発明に係る係止部空間Dにおけ
る側面部Cに設けた膨出部間の距離Eと平板状端子片で
ある被装着材の板厚Fとの関係を見い出だした実験結果
を示し、端子片材料として板厚0.15mm、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である。表2は、板厚
0.5mm、ビッカース硬度300HV、バネ弾性率3
2kgf/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
/mm2を有するものと、従来の物性値をもった端子片
材料、具体的にはビッカース硬度230HV、バネ弾性
率25kgf/mm2を有するものを端子片材料として
使用した場合の比較結果を示している。なお、表3の場
合、端子片材料はいずれもステンレス材を使用した。ま
た、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が板厚と
同様のもので実施した。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】表1及び表2から明らかなように、本発明
の場合、側面部Cに設けた膨出部間の距離Eと被装着材
の板幅Fとの間の関係が上記したような関係を満足する
とき、接触不良発生率および電池外れ発生率が零または
あっても極めて低く、充分実用に耐えるものであった。
【0022】また、表3から明らかなように、本発明品
の場合、接触不良発生率および電池外れ発生率が零であ
り、従来品より極めて優れていることが分かる。
【0023】また、表3に示す実施例では厚みが0.3
mm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、銅、鋼、燐青銅、真鍮、アルミ銅等の単独、
あるいはこれらのクラッド材のような複合材料、あるい
はこれらの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。
【0024】また、上記実施例では端子片の一方の面A
の円弧状折り曲げ先端部分A2、A3面と、他方の面Bに
おける球冠部の先端面B1間の距離は、平板状端子片4
の厚みとほぼ同一として平板状端子片の挿入嵌合圧を極
力小さなものとし、挿入作業を容易なものとしている。
また、本発明に係る側面部Cに形成した膨出部の形状と
しては、図3におけるB−B部分での断面図としての図
6−(A)に示すような円弧状膨出部とした。この膨出
部は、図6−(B)及び図6−(C)に示すような形態
またはそれらの類似形態でも同様の効果があることが実
験より判明している。なお、この膨出部は、相手側端子
の挿入方向と同一方向に膨出部の起点をもうけている。
この様にすることで相手側端子の挿入がより円滑に行え
る。
【0025】なお、図7は本発明の他の実施例を示し、
回路基板5に本発明による端子装着部材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6に挿入する時の状態を示したもので、端子装着部
材6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上記と同様の実験により判明
している。
【0026】
【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、角形等の電池を保持するに当た
り、両側面部に設けた摺動可能な膨出部分と、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とによって形成される係止部空間
に相手側端子を狭持し、圧着固定することで、常に相手
側端子に強固なバネ圧で側面及び表面を狭持させるよう
な力を作用させることにより行っており、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、相手側端子が挿入された
時に当接する部分が摺動可能な膨出部となっているた
め、電池の取り外し、挿着が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】本発明における膨出部の形状の例を示す断面図
【図7】本発明の他の実施例を示す側面模式図
【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 側面部に設けた膨出部 2d、3d 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 側面部 D 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、前記電池の端子片は、被装着機器に設けら
    れた平板状端子片が嵌着される係止部を備え、前記係止
    部は、前記電池の端子片の両側面部に設けられて前記平
    板状端子片の両側面を押圧する摺動可能な膨出部と、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と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】端子付電池の端子片が、0.15〜1.0
    mmの範囲の板厚、250〜450HVの範囲のビッカ
    ース硬度、30〜60kgf/mm2の範囲のバネ弾性
    率を有している請求項1記載の端子付電池。
  3. 【請求項3】端子付電池の端子片の両側面部に設けられ
    た膨出部間の距離をEとし、被装着機器の平板状端子片
    の幅をFとした時、FとEとの関係が、 【数1】 で示される請求項1記載の端子付電池。
  4. 【請求項4】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、アルミ銅の単
    独、これらの複合材、これらの表面処理加工材から選ば
    れる請求項1記載の端子付電池。
  5. 【請求項5】電池の端子表面に設けられた平板状端子片
    を装着する装着部材を有した回路基板であって、前記装
    着部材は、電池の端子表面に設けられた平板状端子片が
    嵌着される係止部を備え、前記係止部は、電池の端子表
    面に設けられた平板状端子片の両側面を押圧する摺動可
    能な、装着部材の両側面部に設けられた膨出部と、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とによって形成されることを特
    徴とする回路基板。
  6. 【請求項6】回路基板の装着部材が、0.15〜1.0
    mmの範囲の板厚、250〜450HVの範囲のビッカ
    ース硬度、30〜60kgf/mm2の範囲のバネ弾性
    率を有している請求項5記載の回路基板。
  7. 【請求項7】装着部材の両側面部に設けられた膨出部間
    の距離をEとし、電池の端子表面に設けられた平板状端
    子片の幅をFとした時、FとEとの関係が、 【数2】 で示される請求項5記載の回路基板。
  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、アルミ銅の単独、こ
    れらの複合材、これらの表面処理加工材から選ばれる請
    求項5記載の回路基板。
JP7325451A 1995-12-14 1995-12-14 端子付電池および回路基板 Pending JPH09161744A (ja)

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