專利名稱：帶接頭的電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶接頭的電池，更詳細地說，涉及一種不經過焊接處理就能安裝到電子機器等的線路板上的帶接頭的電池。
背景技術：
紐扣形或錢幣形等扁平形電池或者方形、圓筒形等電池中，以堿性干電池、鋰電池、鋰二次電池、堿性蓄電池為代表的一次電池、二次電池均被廣泛用作各種電子機器的主電源和內存的后備電源。
在將上述電池安裝到電子機器的線路板上時，為了提高制造工藝的效率，提出了將可焊接到線路板上的接頭與電池連接，采用回流焊接爐使之與其它電子部件一起焊接到線路板上去的方案。
但是，當通過回流焊接爐時電池被加熱，雖然時間很短，但由于電池的溫度達到例如超過150℃的高溫，所以會使電池的構成部件產生物理或化學的變化，這會引起電池密封性降低，放電特性降低，內部短路，循環特性降低等問題。另一方面，若為保護電池而與其它電子部件分開、只對電池用手工操作進行焊接時，則會導致作業效率大幅度降低，因此，希望得到即使通過回流焊接爐也不影響其特性等的耐熱性高的電池。特別強烈希望的是在用熔點低的金屬鋰做負極、在以揮發性高的有機溶液作為電解液溶劑的鋰電池中，開發耐熱化的技術。
對于這些期望，提出了采用耐熱性高的組裝材料，同時采用能提高高溫下儲藏性的添加劑的電池的方案(特開平8-153500號公報以及特開2000-323171號公報)。通過采用上述的電池構成，能夠提高電池的耐熱性，從而能夠得到通過回流焊接爐時無障礙的電池。
另一方面，也提出了不用焊接來固定電池，而采用以電池本體和安裝在電池本體上的接頭夾住線路板來固定電池、使電池的更換和保養容易的安裝結構方案(特開平10-64490號公報)。采用這種方法不用焊接就能夠安裝電池。
但是，已經查明，使電池本身耐熱化會產生以下問題。即，在前兩者的場合，為與通過回流焊接爐對應而將電池組裝材料取為耐熱性高的材料時，與過去通用的聚烯烴等材料比較材料成本大幅度提高。另外，在電解液里含有添加劑時，雖然有耐熱程度的不同，但引起放電特性下降，因此使可適用的電子機器受到限制，假如加入了添加劑，則其它的構成部件也必須同樣用耐熱性高的材料，因此會明顯引起成本的大幅度上升。畢竟在采用焊錫與線路板導通時，還具有焊錫中所含的鉛對環境的影響的問題，從環境保護的觀點來看，這對于要求降低焊錫使用量的現狀來說，不是所期望的。
另一方面，采用后者，即用電池本體和安裝在電池本體上的接頭夾住線路板的安裝結構時，由于電池的外封裝和線路板的導電部直接接觸，所以安裝時電池的配置受到很大限制，這除了會對電子機器的薄型化和節省電路空間造成瓶頸外，還容易因振動而產生接觸不良，在可靠性上存在問題。
發明內容
本發明的目的是，解決在將電池安裝到電子機器等的線路板上時的上述問題，提供一種不用焊接處理就能夠安裝到線路板上的帶接頭的電池。
本發明如圖1及圖2所示，由電池本體2和將電池本體2與設于線路板5上的導電部6電導通的接頭7構成。接頭7的一部分用作將電池2相對于線路板5固定的固定部分9。其中，在接頭7的固定部分9上，設置以與線路板5上形成的通孔13結合的結合部12、和與導電部6接觸使該導電部6與電池本體2電導通的接觸部11，使得電池本體2在與線路板5的導電部6導通的狀態下被固定。
按照本發明，在將電池安裝到電子機器的線路板時，使用本發明的帶接頭的電池，不用焊接處理就能夠將電池本體安裝到線路板上。因此能夠降低焊錫的使用量。由于不需要任何焊接處理，將電池本體安裝到線路板的操作只花費很少的功夫就能夠簡單地進行。再有，由于不必考慮電池的耐熱性，所以可以對原有構成的放電特性優良的電池本體進行安裝，從而能夠改善電子機器的工作特性。
本發明的優選方式也可以是以下方式賦予接觸部11和/或結合部12彈性，通過接觸部11和/或結合部12擠壓線路板5，電池本體2就可以被固定。
另外，通過將結合部12卡在線路板5的通孔13或其近旁部分上，就可具有阻止電池本體2從線路板5脫落的結合鎖定部分22。線路板5的導電部6可以設在線路板5上形成的通孔13的內部或其周圍。
按照本發明的其它優選方式，如圖3和圖4所示，由電池本體2和將電池本體2與設在線路板5上的導電部6a、6b電導通的接頭7a、7b構成。接頭7b的一部分用作將電池本體2相對于線路板5固定的固定部分9。其中，接頭7b的固定部分由從其表里兩面側挾持線路板5的挾持部34、35構成，使得接頭7b的一部分能夠挾住線路板5而將電池本體2固定。在挾持部34上設有與線路板5的導電部6b接觸而使該導電部6與電池本體2電導通的接觸部。可以在挾持部35上設置結合部37，在安裝到線路板5時，通過與線路板5設有的導電部6a、6b的部分或其近旁部分結合，防止電池本體2相對于線路板5偏離或電池本體2從線路板5脫落。
另外，按照本發明的另外一個優選方式，如圖5和圖6所示，以下述帶接頭的電池作為對象具備電池本體2，和將電池本體2與設于線路板5上的導電部6a、6b電導通的接頭7a、7b。該接頭7a、7b有與線路板5的導電部6a、6b接觸而電導通的接觸部42、44。在該接觸部42、44上設有貫通孔43、45或缺口。而且由插通上述貫通孔43、45或缺口的鉚釘40、40將接頭7a、7b固定在線路板5上。
圖1表示本發明第1實施方式的帶接頭的電池的一例，(a)是帶接頭的電池的側視圖；(b)是(a)中從A-A方向看的負極側接頭的正視圖。
圖2是圖1(b)沿B-B線的剖面圖。
圖3(a)是本發明第2實施方式的帶接頭的電池的側視圖；(b)是從上方看線路板的圖。
圖4是本發明第2實施方式的帶接頭的電池的分解斜視圖。
圖5是本發明第3實施方式的帶接頭的電池的側視圖。
圖6是本發明第3實施方式的帶接頭的電池的分解斜視圖。
圖7是表示本發明第4實施方式的具體例的側面圖，將其A-A線剖面的一部分放大表示。
圖8是圖7的A-A線剖面圖。
具體實施例方式
以下對本發明的實施方式進行詳細說明。
(第1實施方式)以錢幣形的鋰電池為例對本發明的帶接頭的電池進行說明。圖1(a)是錢幣型鋰電池1的側視圖，圖1(b)是圖1(a)中從A-A方向看負極側的接頭7的正視圖，圖2是圖1(b)沿B-B線的剖面圖。錢幣型的鋰電池1由電池本體2和焊接固定在該電池本體2正負極上的接頭7、7構成。電池本體2由上面有開口部的有底筒狀的電池外殼3和將該開口部以密閉狀態封閉的蓋部4構成，以電池外殼3為正極，蓋部4為負極。
接頭7、7將設在線路板5上的導電部6和電池本體2的正負極電導通，同時固定保持該電池本體2，使其相對于線路板5不能移動。各接頭7是將焊接固定在電池本體2的上下面并向前后水平方向延伸的水平臂8、和在水平臂8上從活動端向下折曲而成的固定部分9形成一體的、從側面看呈大致L字形的沖壓金屬配件。
如圖1和圖2所示，固定部分9由從水平臂8的折彎部分向下方連接伸出的片狀的中央主彈簧臂(接觸部)11和夾住該主彈簧臂向下方連接延伸出的片狀的可向左右方向彈性變形的一對輔助彈簧臂(結合部)12、12構成。并且，主彈簧臂11及輔助彈簧臂12插入設于線路板5的通孔13后而被安裝，使固定部分9與形成于通孔13內壁面的導電部6接觸、從而將導電部6和電池本體2的正負極導通，同時在線路板5上保持防止拔出的狀態，固定保持電池本體使其不能移動。
如圖2所示，通孔13平視看呈左右方向長、前后方向短的大致四邊形，其內周面形成上下的開口尺寸相同的直線狀。在通孔13內周面的全部面上形成導電部6。
如圖1和圖2所示，主彈簧臂11由向電池本體2側即后方向成形為膨出狀而能夠在前后方向彈性變形的彈簧板部15、和向前方向成形為膨出狀而能夠向前后方向彈性變形的彈簧板部16、16構成。這些彈簧板部15、16在上側的連出基端部17和下側連出端部18之間被支持成兩邊相持狀。彈簧板部15、16沿前后方向的對向相隔尺寸設定成稍大于通孔13沿前后方向的開口尺寸，在將其插入通孔13內安裝時，彈簧板部15、16以擠壓通孔13前后壁的狀態而與之接觸。
輔助彈簧臂12由從上端部向下方向連出的基端部20、削去基端部20的左右的外壁面的薄壁部21、以及與薄壁部21的連出端設置成一體向左右方向突出的結合部(結合部分)22構成。結合部22左右的外壁面形成上面寬的錐形導向面23。這些輔助彈簧臂12、12從偏離主彈簧臂11的連出基端部17的左右外側的位置延伸，在輔助彈簧12、12的左右內側面和與此面對的主彈簧臂11的外側面之間，要確保有使輔助彈簧12、12能向左右內方向(主彈簧臂11的方向)彈性變形的微小的變形間隙G。也就是說，輔助彈簧臂12和主彈簧臂11相隔很小的間隙面對面接近，輔助彈簧臂12與主彈簧臂11分離獨立，能夠向左右方向彈性變形。
如圖1(b)所示，薄壁部21左右兩外壁面的彼此間隔尺寸被設定成大致等同于形成通孔13的左右內壁面的對向間隔尺寸，因而，結合部22比通孔13的內壁面向左右外側突出的部分，僅相當于其左右方向比薄壁部21多出的厚度。基端部20和結合部22的上下間隔尺寸，即薄壁部21的上下尺寸被設定為大致等同于通孔13的周緣的線路板5的厚度。
以下說明安裝帶接頭的電池1的要領。首先，將結合部22的導向面23與通孔13的左右內壁的上端接觸，同時將輔助彈簧臂12插入通孔13內，輔助彈簧臂12就暫時向變形間隙G方向產生彈性變形。然后，在將固定部分9完全插入通孔13后安裝好的圖1(b)的狀態下，通過輔助彈簧12的彈性恢復力，使結合部22從通孔13向左右方向突出，結合部22就結合在通孔13的下端周緣的線路板5上。通過該結合部22和通孔13的下端邊緣的線路板5的結合，能夠阻止不小心將接頭7從通孔13拔出。即，通過輔助彈簧臂12卡住在通孔13周緣的線路板5上，能夠防止接頭7向上方拔出。
另外，在將輔助彈簧臂12安裝到通孔13內時，接頭7在薄壁部21的上下長度范圍內的上下方向的移動受到規制。具體地說，基端部20的與薄壁部21的臺階部分被通孔13上端周緣的線路板5支撐固定，這樣接頭7就不會向下沉入，從而能夠確保被安裝在通孔13內。另外，結合部22結合在通孔13的下端周緣的線路板5上，能夠防止被向上方拔出。這樣，就能夠確實防止接頭7受到外部沖擊而不小心從通孔13被拔出，或是位置產生偏離。通過使薄壁部21的左右外側面與通孔13的左右方向的內壁面接觸，接頭7也不會在左右方向產生位置偏離。
另外，由于輔助彈簧臂12其自身能夠產生彈性變形，將結合部22先插入通孔13內后，通過將接頭7向通孔13內按壓，結合部22就能在通孔13的左右側面滑動移動，最終以貫通狀態與通孔13結合。因此，帶接頭的電池相對于通孔13的安裝操作容易進行，而且可以根據需要以相反的順序將帶接頭的電池1簡單地取出。即，要將帶接頭的電池1從線路板5脫離時，用指頭捏住輔助彈簧臂12的結合部22，使其向主彈簧臂11的方向撓性變形，解除該結合部22相對于線路板5的固定后，將接頭7往上拔出即可。
另外，將接頭7插入通孔13時，構成主彈簧臂11的彈簧板部15、16產生彈性變形使得其前后方向的間距的尺寸變小。然后，在將固定部9完全插入通孔13后安裝好的圖1(a)和圖2的狀態下，主彈簧臂11通過彈簧板部15、16的彈性恢復力，以擠壓狀態與通孔13的前后方向的壁面結合。通過該彈簧板部15、16與通孔13內壁面的擠壓結合，得以確保接頭7和導電部6的電導通，同時能夠阻止前后方向位置的偏離。
(第2實施方式)圖3及圖4示出了本發明的帶接頭的電池的第2實施方式。此時的帶接頭的電池1由電池本體2、焊接固定在電池本體2上面的負極接頭7a、和焊接固定在電池本體2下面的正極接頭7b構成，它被安裝固定在線路板5的周緣。
負極接頭7a是向后方向延伸的水平臂30、和在水平臂30的活動端折曲形成反ヘ字形而與線路板5的導電部6a接觸的接觸部31成形為一體的沖壓金屬配件，水平臂狀部分30的基端部被焊接固定在電池本體2的上面。接觸部31與導電部6a接觸的部分做成平坦面。
在圖4中，正極接頭7b是將支承電池本體2下面的基座壁32、從基座壁32的后端左右向上方側彎起的左右一對支持臂33、33、與支持臂33上端連續并斜向下彎曲的上結合臂34、從基座壁32的后端中央向后方向連出的下結合臂35、和從下結合臂35的活動端斜向下彎曲的解除片36成形為一體的沖壓金屬配件，電池本體2被焊接固定在基座壁32的上面。在下結合臂35的上面切出形成固定用的突起(結合部)37。支持臂33的左右的對向間隔尺寸被設定成大于負極接頭7a的左右寬度尺寸，上下的結合臂34、35的對向間隔尺寸被設置成略小于線路板5的厚度。上下結合臂34、35可以上下方向稍作彈性形變，以這些結合臂34、35構成本發明的固定部分和夾持部。
圖3(a)、(b)中，符號13表示形成于線路板5的周緣近旁的大致四邊形的通孔。在該通孔13和線路板5的周緣之間的線路板5上面設有負極用的導電部6a，在該負極用的導電部6a的左右兩側設有正極用的導電部6b。即，在線路板5的上面，左右方向并列形成正負極用的導電部6a、6b。通孔13的左右的寬度尺寸被設定為略大于前面的突起37的寬度。
在以上那樣結構所構成的帶接頭的電池1中，通過將線路板5插入正極接頭7b的上下的結合臂34、35之間，就能對線路板5安裝電池1。換句話說，用上下結合臂34、35像夾子一樣從上下方向夾持線路板5，就對線路板5安裝了電池1。這時，結合臂34、35的彈性力使電池1相對于線路板5固定，同時上結合臂34與導電部6b接觸而使得電池本體2的正極與線路板5電導通。同時，設于下結合臂35上的固定用突起37進入設于線路板5的通孔13，因此電池1被結合保持在線路板5上而不能被拔出。另一方面，負極接頭7a的接觸部31與導電部6a接觸，使電池本體2的負極和線路板5電導通。
在要將帶接頭的電池1從線路板5脫離時，將下結合臂35的解除片36用手指捏住，使下結合臂35向下方向撓性變形，在解除了突起37相對于通孔13的結合后，就能將電池1沿前方向取出。
(第3實施方式)在圖5和圖6中示出了本發明的帶接頭的電池的第3實施方式。其中的帶接頭的電池1由電池本體2、固定焊接在電池本體2上面的負極接頭7a、固定焊接在電池本體2下面的正極接頭7b構成，用鉚釘40、40相對于線路板5進行固定、安裝。
負極接頭7a是由從電池本體2向外方向延伸的水平部41和使鉚釘固定于線路板5上的承受板(接觸部)42折曲成臺階狀的沖壓成形件，承受板42的板面中央形成鉚釘40用的貫通孔43。正極接頭7b是長尺寸平板狀的金屬板，在活動端(接觸部)44的中央形成鉚釘用的貫通孔45。
在線路板5中設有貫通狀的收容電池本體2的電池室46，在與電池室46周緣的與線路板5的正負極接頭7a、7b對向的壁面，埋設形成導通部6a、6b。在各導通部6a、6b以及與其對應的線路板5上形成鉚釘40用的貫通孔47。
在將帶接頭的電池1安裝、固定到線路板上時，首先將正極接頭7b插入電池室46內，將電池1臨時組裝到線路板5上。接著匹配好接頭7a、7b以及導通部6a、6b的貫通孔43、45、47的位置，然后將鉚釘40插入這些貫通孔43、45、47，最后使從貫通孔43、44突出的鉚釘40的前端部變形成為扁平狀，從而將接頭7a、7b固定在線路板5上。這時，形成于線路板5上的導電部6a、6b和接頭7a、7b的承受板42及活動端44分別接觸，從而使電池本體2和線路板5電導通。
(第4實施方式)第4實施方式是第1實施方式的變型例，如圖7和圖8所示，接頭7、7的固定部分9按照接觸部11被包含在結合部12中的方式形成。詳細地說，接觸部11具備一對彈簧板部15、15，位于其間的輔助彈簧板部形成結合部22。其它與第1實施方式相同的編號表示同一功能部分。因而可參照第1實施方式而省略詳細的說明。
在上述實施例中，正極接頭及負極接頭任一方都具有本發明的接頭構成，但也可以是僅一方的接頭采用上述構成，另外，電池的配置也不局限于示例的形式。
在本發明中，對接頭的材質不作特別的限定，可以舉出鐵、銅、鎳、鋁、鈦等金屬材料及其合金(不銹鋼、黃銅等)，或者是如上述部件的復合板等那樣由幾種材質復合得來的材料。再有，也可以在上述部件的表面鍍鎳、鍍錫、鍍焊錫、鍍銅、鍍金等。但是，在通過焊接把接頭安裝到電池外殼的場合，希望考慮與外殼的焊接性來選擇接頭的材質，外殼為不銹鋼時，接頭的材質優選不銹鋼或者鎳，外殼為鋁或其合金時，接頭的材質優選鋁或其合金。
權利要求
1.帶接頭的電池，其特征在于，由電池本體和分別將電池本體的正負極與設于線路板上的各導電部導通的一對接頭構成，一個接頭其頂端是支承電池本體的下面的基座壁，其后端用作將電池本體相對于線路板固定的固定部分，上述接頭的固定部分由從其表里兩面側挾持線路板的挾持部構成，在該夾持部上設與上述線路板的一個導電部接觸而使該導電部與電池本體電導通的接觸部，另一個接頭的端部將置于上述基座壁的上方的電池本體的另一極和上述線路板的另一個導電部連接。
2.根據權利要求1所述的帶接頭的電池，其特征在于，在至少一個挾持部上設安裝在線路板上時與線路板的設有導電部的部分或其近旁部分結合的結合部。
全文摘要
本發明是一種不經過焊接處理就能安裝到線路板上的帶接頭的電池。由電池本體(2)和將電池本體(2)與設于線路板(5)上的導電部(6)電導通的接頭(7)構成。接頭(7)的一部分被用作將電池本體(2)相對于線路板(5)固定的固定部分(9)。在接頭(7)的固定部分(9)上，設置與設導電部(6)的部分或其近旁部分以貫通狀態結合的結合部(12)、和與導電部(6)接觸而使該導電部(6)與電池本體(2)電導通的接觸部(11)，使得電池本體(2)在與線路板(5)的導電部(6)導通的狀態下被固定。
文檔編號H01M2/10GK1783544SQ20051012417
公開日2006年6月7日 申請日期2003年6月27日 優先權日2002年6月27日
發明者岸田章 申請人:日立麥克賽爾株式會社