WO2015068336A1

WO2015068336A1 - ボタン型電池用ターミナル

Info

Publication number: WO2015068336A1
Application number: PCT/JP2014/005239
Authority: WO
Inventors: 光今村
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2015-05-14
Also published as: DE112014005141T5; KR20160065966A; KR101912510B1; US20160293911A1; US9660232B2; JP2015095309A; CN105706268A; JP6156780B2; CN105706268B

Abstract

　ボタン型電池（２）と回路基板（１）とを電気的に接続するボタン型電池用ターミナル（１０）は、バネ接点端子部（１１）と、基板接合部（１２）と、押圧吸収バネ部（１３）とを備える。前記バネ接点端子部は、前記ボタン型電池のＸ軸方向及びＺ軸方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成される。前記基板接合部は、前記回路基板に接合される。前記押圧吸収バネ部は、前記ボタン型電池の前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の押し付けに応じた弾性変形により当該ボタン型電池の押圧力を吸収する折曲アーム部（１４）を備える。

Description

ボタン型電池用ターミナル

関連出願の相互参照

　本開示は、２０１３年１１月１１日に出願された日本出願番号２０１３－２３２８９７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、ボタン型電池と回路基板とを電気的に接続するボタン型電池用ターミナルに関する。

　従来、ボタン型電池を駆動源とする車両用無線送信器等の電気機器には、例えば特許文献１に開示されているように、ボタン型電池と回路基板とを電気的に接続するボタン型電池用ターミナルが設けられる。ボタン型電池とターミナルの位置関係を規定するために回路基板に電池ホルダを組み付けたものが提案されているが、この構成では、その電池ホルダの組み付け形状によりアートワークに制約が発生する。なお、電池ホルダが不要なタイプのターミナルもあるが、その多くは手作業による実装が必要であり自動実装（リフロー）ができない。このため、ボタン型電池の位置決め精度が低く（ボタン型電池が動きやすい）高い応力が発生するため、強固な半田付けが必要となり、巨大なスルーホール（実装部品挿入用の穴）やランド（半田付け用の銅箔）が必須となる。その結果、実装スペースが低下してアートワークに制約が発生する。

　ボタン型電池用ターミナルは、構造的に電池挿入方向と変形荷重方向とが相反するため（両ベクトルは垂直の関係となるため）塑性変形が発生しやすく、塑性変形が発生した場合には導通不良が発生する。また、回路基板上に実装しないタイプ（基板接点式）のターミナルもあるが、このタイプのターミナルでは、振動や落下等で瞬断が発生する可能性が高く、かつ接点の酸化（フレッティング）が懸念される。このため、導通不良が発生しやすく製品寿命の短命化を招きやすい。

特開２００４－８７１９１号公報

　本開示の目的は、電池ホルダを設けない構成において、巨大スルーホールやランドを不要とすることでアートワークの自由度を向上することができ、また、回路基板に実装する構成とした上で導通不良の発生を防止することができるボタン型電池用ターミナルを提供することにある。

　本開示の一態様によれば、ボタン型電池と回路基板とを電気的に接続するボタン型電池用ターミナルは、バネ接点端子部と、前記回路基板に接合される基板接合部と、押圧吸収バネ部とを備える。前記ボタン型電池の平面方向に沿った一方向をＸ軸方向、前記平面方向に沿いかつ前記Ｘ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向、そして、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に垂直でかつ前記ボタン型電池の厚み方向に沿った方向をＺ軸方向としたとき、前記バネ接点端子部は、前記ボタン型電池の正極の外周面が押し付けられて接触するとともに、前記ボタン型電池の前記Ｘ軸方向及び前記Ｚ軸方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成される。前記押圧吸収バネ部は、前記基板接合部と前記バネ接点端子部との間に弾性変形可能に設けられるとともに、その弾性変形により前記バネ接点端子部で受ける前記ボタン型電池の押圧力を、前記ボタン型電池の位置を規定する電池ホルダの有無に関わらずに吸収する。前記押圧吸収バネ部は、先端部分に前記バネ接点端子部が連結されるとともに、前記ボタン型電池の前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成されて前記ボタン型電池の押圧力を吸収する折曲アーム部を含む。

　このように、前記ボタン型電池用ターミナルは、前記ボタン型電池の前記Ｘ軸方向及び前記Ｚ軸方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状の前記バネ接点端子部と、前記ボタン型電池の前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向の押し付けに応じた弾性変形により前記ボタン型電池の押圧力を吸収する前記折曲アーム部と、を備える。これにより、電池ホルダを設けない構成において、落下や振動等により前記ボタン型電池と前記ボタン型電池用ターミナルとの間に変位が発生して、前記ボタン型電池用ターミナルに高い応力がかかるような場合でも、強固な半田付けをすることなくその応力を吸収することができる。このため、強固な半田付けを行うための巨大スルーホールやランドを不要とすることができ、結果としてアートワークの自由度を向上することができる。また、前記ボタン型電池用ターミナルを前記回路基板に実装する構成において、前記バネ接点端子部及び前記折曲アーム部のバネ反力により前記ボタン型電池との間で高い接圧を確保することができるので、前記回路基板に実装された前記ボタン型電池用ターミナルの瞬断や導通不良の発生を防止することができる。

　本開示における上記あるいは他の目的、構成、利点は、下記の図面を参照しながら、以下の詳細説明から、より明白となる。図面において、
図１は、本開示の一実施形態におけるボタン型電池用ターミナルを実装した回路基板とボタン型電池を示す側面図である。図２は、ボタン型電池用ターミナルを示す斜視図である。図３は、ボタン型電池用ターミナルを示す側面図である。図４は、変形例のボタン型電池用ターミナルを示す斜視図である。

　以下、本開示のボタン型電池用ターミナルの一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態のボタン型電池用ターミナルは、例えば車両のドアロック装置を作動させる信号を車両に搭載された受信器に向けて無線送信する車両用無線送信器等の電気機器に適用されて、ボタン型電池と回路基板とを電気的に接続するものである。

　図１に示すように、電気機器を構成するケース（図示しない）内には、電子部品ユニットの各種電装品を実装する回路基板１が収容される。回路基板１の実装面には、電気機器の動作を制御する図示しないＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）や、電気機器の電源となるボタン型電池２を電気接続状態で保持する電池用ターミナル３等が実装されている。

　電池用ターミナル３は、ボタン型電池２の正極４側に接続される正極側電池用ターミナル１０（ボタン型電池用ターミナルに対応）と、ボタン型電池２の負極５側に接続される負極側電池用ターミナル２０とからなり、全体が金属により形成されてボタン型電池２との電気接点部分となる。これらターミナル１０，２０は、例えば半田等によって回路基板１に実装される。

　正極側電池用ターミナル１０は、図２及び図３に示すように、ボタン型電池２の正極４の外周面４ａが押し付けられて接触する左右一対のバネ接点端子部１１と、回路基板１に接合される左右一対の基板接合部１２と、バネ接点端子部１１と基板接合部１２との間に弾性変形可能に設けられる押圧吸収バネ部１３と、を備えている。バネ接点端子部１１、基板接合部１２、及び押圧吸収バネ部１３は、板状の金属（電導部材）により一体に成形されている。

　バネ接点端子部１１は、ボタン型電池２の前後方向、言い換えれば正極側電池用ターミナル１０の前後方向（図１ないし図３に示すＸ軸方向）及び上下方向（図１ないし図３に示すＺ軸方向）の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成されている。基板接合部１２は、その裏面が半田による回路基板１への実装部分となる。基板接合部１２は、回路基板１に接合（実装）されていない状態で、正極側電池用ターミナル１０を自立状態に支持する支持面形状に形成されている。

　なお、本開示において、前後方向（Ｘ軸方向）とはボタン型電池２の平面方向に沿った一方向を示し、左右方向（Ｙ軸方向）とは、ボタン型電池２の平面方向に沿いかつ前後方向と垂直な方向を示す。また、上下方向（Ｚ軸方向）とは、前後方向および左右方向に垂直で、かつボタン型電池２の厚み方向に沿った方向を示す。また、本開示において、「垂直」は厳密な垂直だけではなく、ほぼ垂直も含む。

　押圧吸収バネ部１３は、先端部分にバネ接点端子部１１が連結される折曲アーム部１４と、基板接合部１２に対して段差状に設けられる段差面部１５と、その段差面部１５の後端からほぼ垂直上方に折曲される折曲片部１６と、を備え、弾性変形によりバネ接点端子部１１で受けるボタン型電池２の押圧力を吸収する。なお、本実施形態の回路基板１には、ボタン型電池２の位置を規定するための電池ホルダは組み付けられず、押圧吸収バネ部１３は、電池ホルダの有無に関わらずにボタン型電池２の押圧力を吸収するようになっている。

　折曲アーム部１４は、左右一対のバネ接点端子部１１と個々に対応した左右一対に設けられるとともに、ボタン型電池２の左右方向、言い換えれば正極側電池用ターミナル１０の横幅方向（図２に示すＹ軸方向）と前後方向（Ｘ軸方向）とからなるＸ－Ｙ平面に沿って折曲されて、ボタン型電池２の前後方向（Ｘ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）の押し付けに応じた弾性変形により当該ボタン型電池２の押圧力を吸収する。折曲片部１６は、その両側端部分にそれぞれ左右一対の折曲アーム部１４の末端部分が連結される。なお、左右一対となるバネ接点端子部１１、基板接合部１２、及び折曲アーム部１４を備えた正極側電池用ターミナル１０は、その横幅方向となるＹ軸方向において左右対称の形状に形成されている。

　負極側電池用ターミナル２０は、板状の基部２１と一対の可撓部２１とを備え、基部２１の裏面を半田付け部として回路基板１に実装される。そして、負極側電池用ターミナル２０は、ボタン型電池２が電池用ターミナル３にセットされたとき、一対の可撓部２１を撓ませた状態でボタン型電池２の負極５と接触する。このため、可撓部２１がボタン型電池２を上方に押し上げる状態をとり、ボタン型電池２の上面が電気機器を構成するケースの支持片（図示しない）に押し付けられてボタン型電池２のケース内での位置決め状態が確保される。

　次に、正極側電池用ターミナル１０の作用について説明する。回路基板１を収容した電気機器が落下した場合や電気機器に振動が加わった場合等では、ボタン型電池２から正極側電池用ターミナル１０に対して衝撃荷重が加わることになる。このとき、正極側電池用ターミナル１０に衝撃荷重が加わる方向としては、ボタン型電池２のガタ付き方向、すなわちボタン型電池２の前後方向（Ｘ軸方向）、左右方向（Ｙ軸方向）、及び上下方向（Ｚ軸方向）となる。これに対して、正極側電池用ターミナル１０は、正極４の外周面４ａが押し付けられて接触した左右のバネ接点端子部１１を介してボタン型電池２からの衝撃荷重を受けることになる。

　そして、正極側電池用ターミナル１０のバネ接点端子部１１は、前述したようにボタン型電池２の前後方向（Ｘ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成されることで、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って曲がり変形してボタン型電池２からのＸ軸方向及びＺ軸方向の衝撃荷重を吸収する。また、押圧吸収バネ部１３を構成する折曲アーム部１４は、ボタン型電池２の前後方向（Ｘ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成されることで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って曲がり変形してボタン型電池２からのＸ軸方向及びＹ軸方向の衝撃荷重を吸収する。

　また、押圧吸収バネ部１３を構成する段差面部１５及び折曲片部１６は、基板接合部１２と折曲アーム部１４との間に介在する形で設けられる。このため、バネ接点端子部１１及び折曲アーム部１４で吸収しきれないボタン型電池２からの衝撃荷重は、段差面部１５及び折曲片部１６で分散されることになり、基板接合部１２にはボタン型電池２からの衝撃荷重が加わり難くなっている。そして、電気機器が落下して回路基板１に振動が加わる場合でも、ボタン型電池２から基板接合部１２の方向に正極側電池用ターミナル１０に加わる衝撃荷重が、基板接合部１２に直接至り難くなる。よって、正極側電池用ターミナル１０における耐落下衝撃性能を向上することが可能となる。

　以上のように、本実施形態の構成によれば、ボタン型電池２と回路基板１とを電気的に接続する正極側電池用ターミナル１０は、バネ接点端子部１１と、回路基板１に接合される基板接合部１２と、押圧吸収バネ部１３とを備える。バネ接点端子部１１は、ボタン型電池２の正極の外周面が押し付けられて接触するとともに、ボタン型電池２の前後方向及び上下方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成される。押圧吸収バネ部１３は、基板接合部１２とバネ接点端子部１１との間に弾性変形可能に設けられるとともに、その弾性変形によりバネ接点端子部１１で受けるボタン型電池２の押圧力を、ボタン型電池２の位置を規定する電池ホルダの有無に関わらずに吸収する。押圧吸収バネ部１３は、先端部分にバネ接点端子部１１が連結されるとともに、ボタン型電池２の前後方向及び左右方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成されて当該ボタン型電池２の押圧力を吸収する折曲アーム部１４を含む。

　このように、正極側電池用ターミナル１０は、ボタン型電池２の前後方向及び上下方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状のバネ接点端子部１１と、ボタン型電池２の前後方向及び左右方向の押し付けに応じた弾性変形により当該ボタン型電池２の押圧力を吸収する折曲アーム部１４と、を備える。これにより、電池ホルダを設けない構成において、落下や振動等によりボタン型電池２と正極側電池用ターミナル１０との間に変位が発生して、正極側電池用ターミナル１０に高い応力がかかるような場合でも、強固な半田付けをすることなくその応力を吸収することができる。このため、強固な半田付けを行うための巨大スルーホールやランドを不要とすることができ、結果としてアートワークの自由度を向上することができる。また、正極側電池用ターミナル１０を回路基板１に実装する構成において、バネ接点端子部１１及び折曲アーム部１４のバネ反力によりボタン型電池２との間で高い接圧を確保することができるので、回路基板１に実装された正極側電池用ターミナル１０の瞬断や導通不良の発生を防止することができる。さらには、電池ホルダを設けない構成とすることで、部品点数を削減することができるとともに、電気機器の小型化を図ることができる。

　また、基板接合部１２は、回路基板１に接合されていない状態で、正極側電池用ターミナル１０を自立状態に支持する支持面形状に形成されている。これにより、正極側電池用ターミナル１０を単独で自立状態にすることができるので、正極側電池用ターミナル１０を回路基板１に実装する作業として、自動実装（リフロー）が可能になる。

　また、押圧吸収バネ部１３は、基板接合部１２に対して段差状に設けられる段差面部１５と、該段差面部１５の後端からほぼ垂直上方に折曲されるとともに、その側端部分に折曲アーム部１４の末端部分が連結される折曲片部１６と、を含む。これにより、基板接合部１２と折曲アーム部１４との間に段差面部１５及び折曲片部１６を介在する形で設けることができる。このため、バネ接点端子部１１及び折曲アーム部１４で吸収しきれないボタン型電池２からの衝撃荷重を、段差面部１５及び折曲片部１６で分散することができ、基板接合部１２にボタン型電池２からの衝撃荷重が加わり難くできる。

　また、バネ接点端子部１１は、ボタン型電池２の正極４の外周面４ａを個々に異なる部分で接触する左右一対に設けられ、折曲アーム部１４は、その左右一対のバネ接点端子部１１と個々に対応した左右一対に設けられる。これにより、左右の折曲アーム部１４の先端部分に個々に連結された左右のバネ接点端子部１１でボタン型電池２の正極４の外周面４ａを挟持するような状態で、正極側電池用ターミナル１０をボタン型電池２の正極４に接続することができる。

　また、バネ接点端子部１１、基板接合部１２、及び押圧吸収バネ部１３は、板状の電導部材により一体に成形されている。これにより、各構成部（バネ接点端子部１１、基板接合部１２、及び押圧吸収バネ部１３）間の電気接続を確実にするとともに、部品点数の削減を図ることができる。

　なお、上記した実施形態では、ボタン型電池用ターミナル（正極側電池用ターミナル）の構成として、押圧吸収バネ部１３に段差面部１５を含んだものを例示しているが、この構成に限定されるものではない。以下、変形例の正極側電池用ターミナルの構成について図４を参照して説明する。ただし、以下の説明では、前述した実施形態の正極側電池用ターミナル１０と同様の構成部については同一の符号を付記するとともにその詳細な説明を省略する。

　図４に示すように、変形例の正極側電池用ターミナル１０ａは、前述の正極側電池用ターミナル１０と同様に、左右一対のバネ接点端子部１１と、該左右のバネ接点端子部１１が先端部分に個々に連結される左右一対の折曲アーム部１４と、該左右の折曲アーム部１４の末端部分が個々に連結される折曲片部１６と、を備えている。そして、正極側電池用ターミナル１０ａは、正極側電池用ターミナル１０とは異なり段差面部１５を備えることなく、折曲片部１６の下端から前方に向けて折曲された板形状部分が、回路基板１に接合される基板接合部１２ａとして形成されている。

　これにより、変形例の正極側電池用ターミナル１０ａは、正極側電池用ターミナル１０と同様に、ボタン型電池２の前後方向及び上下方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状のバネ接点端子部１１と、ボタン型電池２の前後方向及び左右方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状の折曲アーム部１４とで、当該ボタン型電池２の押圧力（例えば、電気機器の落下時における衝撃荷重）を吸収する。なお、正極側電池用ターミナル１０ａは、段差面部１５を有さないため、正極側電池用ターミナル１０のように段差面部１５で衝撃荷重を分散させることがない。このため、若干ではあるが、正極側電池用ターミナル１０に比べてボタン型電池２からの衝撃荷重が基板接合部１２ａに加わり易くなっている。

　以上、本開示の実施形態を説明したが、これはあくまで例示に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、実施形態中の構成では、ボタン型電池用ターミナルとしての正極側電池用ターミナル１０を板状の金属で形成しているが、これに限定されるものではなく、導電性を有する部材（電導部材）であればいずれの構成であってもよい。

Claims

　ボタン型電池（２）と回路基板（１）とを電気的に接続するボタン型電池用ターミナル（１０）であって、前記ボタン型電池の平面方向に沿った一方向をＸ軸方向、前記平面方向に沿いかつ前記Ｘ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向、そして、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に垂直でかつ前記ボタン型電池の厚み方向に沿った方向をＺ軸方向としたとき、
　前記ボタン型電池の正極（４）の外周面（４ａ）が押し付けられて接触するとともに、前記ボタン型電池の前記Ｘ軸方向及び前記Ｚ軸方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成されるバネ接点端子部（１１）と、
　前記回路基板に接合される基板接合部（１２）と、
　前記基板接合部と前記バネ接点端子部との間に弾性変形可能に設けられるとともに、その弾性変形により前記バネ接点端子部で受ける前記ボタン型電池の押圧力を、前記ボタン型電池の位置を規定する電池ホルダの有無に関わらずに吸収する押圧吸収バネ部（１３）と、を備え、
　前記押圧吸収バネ部は、先端部分に前記バネ接点端子部が連結されるとともに、前記ボタン型電池の前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向の押し付けに応じて弾性変形するバネ形状に形成されて前記ボタン型電池の押圧力を吸収する折曲アーム部（１４）を含むボタン型電池用ターミナル。
　前記基板接合部は、前記回路基板に接合されていない状態で、前記ボタン型電池用ターミナルを自立状態に支持する支持面形状に形成されている請求項１に記載のボタン型電池用ターミナル。
　前記押圧吸収バネ部は、前記基板接合部に対して段差状に設けられる段差面部（１５）と、前記段差面部の後端から前記Ｚ軸方向に向けて垂直に折曲されるとともに、その側端部分に前記折曲アーム部の末端部分が連結される折曲片部（１６）と、を含む請求項１又は請求項２に記載のボタン型電池用ターミナル。
　前記バネ接点端子部は前記Ｙ軸方向において一対に設けられ、前記一対のバネ接点端子部は、前記ボタン型電池の前記正極の前記外周面に互いに異なる部分で接触し、前記折曲アーム部は、前記一対のバネ接点端子部と対応するよう前記Ｙ軸方向において一対に設けられる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボタン型電池用ターミナル。
　前記バネ接点端子部、前記基板接合部、及び前記押圧吸収バネ部は、板状の電導部材により一体に成形されている請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のボタン型電池用ターミナル。