专利名称：带接头的电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带接头的电池，更详细地说，涉及一种不经过焊接处理就能安装到电子机器等的线路板上的带接头的电池。
背景技术：
纽扣形或钱币形等扁平形电池或者方形、圆筒形等电池中，以碱性干电池、锂电池、锂二次电池、碱性蓄电池为代表的一次电池、二次电池均被广泛用作各种电子机器的主电源和内存的后备电源。
在将上述电池安装到电子机器的线路板上时，为了提高制造工艺的效率，提出了将可焊接到线路板上的接头与电池连接，采用回流焊接炉使之与其它电子部件一起焊接到线路板上去的方案。
但是，当通过回流焊接炉时电池被加热，虽然时间很短，但由于电池的温度达到例如超过150℃的高温，所以会使电池的构成部件产生物理或化学的变化，这会引起电池密封性降低，放电特性降低，内部短路，循环特性降低等问题。另一方面，若为保护电池而与其它电子部件分开、只对电池用手工操作进行焊接时，则会导致作业效率大幅度降低，因此，希望得到即使通过回流焊接炉也不影响其特性等的耐热性高的电池。特别强烈希望的是在用熔点低的金属锂做负极、在以挥发性高的有机溶液作为电解液溶剂的锂电池中，开发耐热化的技术。
对于这些期望，提出了采用耐热性高的组装材料，同时采用能提高高温下储藏性的添加剂的电池的方案(特开平8-153500号公报以及特开2000-323171号公报)。通过采用上述的电池构成，能够提高电池的耐热性，从而能够得到通过回流焊接炉时无障碍的电池。
另一方面，也提出了不用焊接来固定电池，而采用以电池本体和安装在电池本体上的接头夹住线路板来固定电池、使电池的更换和保养容易的安装结构方案(特开平10-64490号公报)。采用这种方法不用焊接就能够安装电池。
但是，已经查明，使电池本身耐热化会产生以下问题。即，在前两者的场合，为与通过回流焊接炉对应而将电池组装材料取为耐热性高的材料时，与过去通用的聚烯烃等材料比较材料成本大幅度提高。另外，在电解液里含有添加剂时，虽然有耐热程度的不同，但引起放电特性下降，因此使可适用的电子机器受到限制，假如加入了添加剂，则其它的构成部件也必须同样用耐热性高的材料，因此会明显引起成本的大幅度上升。毕竟在采用焊锡与线路板导通时，还具有焊锡中所含的铅对环境的影响的问题，从环境保护的观点来看，这对于要求降低焊锡使用量的现状来说，不是所期望的。
另一方面，采用后者，即用电池本体和安装在电池本体上的接头夹住线路板的安装结构时，由于电池的外封装和线路板的导电部直接接触，所以安装时电池的配置受到很大限制，这除了会对电子机器的薄型化和节省电路空间造成瓶颈外，还容易因振动而产生接触不良，在可靠性上存在问题。
发明内容
本发明的目的是，解决在将电池安装到电子机器等的线路板上时的上述问题，提供一种不用焊接处理就能够安装到线路板上的带接头的电池。
本发明如图1及图2所示，由电池本体2和将电池本体2与设于线路板5上的导电部6电导通的接头7构成。接头7的一部分用作将电池2相对于线路板5固定的固定部分9。其中，在接头7的固定部分9上，设置以与线路板5上形成的通孔13结合的结合部12、和与导电部6接触使该导电部6与电池本体2电导通的接触部11，使得电池本体2在与线路板5的导电部6导通的状态下被固定。
按照本发明，在将电池安装到电子机器的线路板时，使用本发明的带接头的电池，不用焊接处理就能够将电池本体安装到线路板上。因此能够降低焊锡的使用量。由于不需要任何焊接处理，将电池本体安装到线路板的操作只花费很少的功夫就能够简单地进行。再有，由于不必考虑电池的耐热性，所以可以对原有构成的放电特性优良的电池本体进行安装，从而能够改善电子机器的工作特性。
本发明的优选方式也可以是以下方式赋予接触部11和/或结合部12弹性，通过接触部11和/或结合部12挤压线路板5，电池本体2就可以被固定。
另外，通过将结合部12卡在线路板5的通孔13或其近旁部分上，就可具有阻止电池本体2从线路板5脱落的结合锁定部分22。线路板5的导电部6可以设在线路板5上形成的通孔13的内部或其周围。
按照本发明的其它优选方式，如图3和图4所示，由电池本体2和将电池本体2与设在线路板5上的导电部6a、6b电导通的接头7a、7b构成。接头7b的一部分用作将电池本体2相对于线路板5固定的固定部分9。其中，接头7b的固定部分由从其表里两面侧挟持线路板5的挟持部34、35构成，使得接头7b的一部分能够挟住线路板5而将电池本体2固定。在挟持部34上设有与线路板5的导电部6b接触而使该导电部6与电池本体2电导通的接触部。可以在挟持部35上设置结合部37，在安装到线路板5时，通过与线路板5设有的导电部6a、6b的部分或其近旁部分结合，防止电池本体2相对于线路板5偏离或电池本体2从线路板5脱落。
另外，按照本发明的另外一个优选方式，如图5和图6所示，以下述带接头的电池作为对象具备电池本体2，和将电池本体2与设于线路板5上的导电部6a、6b电导通的接头7a、7b。该接头7a、7b有与线路板5的导电部6a、6b接触而电导通的接触部42、44。在该接触部42、44上设有贯通孔43、45或缺口。而且由插通上述贯通孔43、45或缺口的铆钉40、40将接头7a、7b固定在线路板5上。
图1表示本发明第1实施方式的带接头的电池的一例，(a)是带接头的电池的侧视图；(b)是(a)中从A-A方向看的负极侧接头的正视图。
图2是图1(b)沿B-B线的剖面图。
图3(a)是本发明第2实施方式的带接头的电池的侧视图；(b)是从上方看线路板的图。
图4是本发明第2实施方式的带接头的电池的分解斜视图。
图5是本发明第3实施方式的带接头的电池的侧视图。
图6是本发明第3实施方式的带接头的电池的分解斜视图。
图7是表示本发明第4实施方式的具体例的侧面图，将其A-A线剖面的一部分放大表示。
图8是图7的A-A线剖面图。
具体实施例方式
以下对本发明的实施方式进行详细说明。
(第1实施方式)以钱币形的锂电池为例对本发明的带接头的电池进行说明。图1(a)是钱币型锂电池1的侧视图，图1(b)是图1(a)中从A-A方向看负极侧的接头7的正视图，图2是图1(b)沿B-B线的剖面图。钱币型的锂电池1由电池本体2和焊接固定在该电池本体2正负极上的接头7、7构成。电池本体2由上面有开口部的有底筒状的电池外壳3和将该开口部以密闭状态封闭的盖部4构成，以电池外壳3为正极，盖部4为负极。
接头7、7将设在线路板5上的导电部6和电池本体2的正负极电导通，同时固定保持该电池本体2，使其相对于线路板5不能移动。各接头7是将焊接固定在电池本体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上从活动端向下折曲而成的固定部分9形成一体的、从侧面看呈大致L字形的冲压金属配件。
如图1和图2所示，固定部分9由从水平臂8的折弯部分向下方连接伸出的片状的中央主弹簧臂(接触部)11和夹住该主弹簧臂向下方连接延伸出的片状的可向左右方向弹性变形的一对辅助弹簧臂(结合部)12、12构成。并且，主弹簧臂11及辅助弹簧臂12插入设于线路板5的通孔13后而被安装，使固定部分9与形成于通孔13内壁面的导电部6接触、从而将导电部6和电池本体2的正负极导通，同时在线路板5上保持防止拔出的状态，固定保持电池本体使其不能移动。
如图2所示，通孔13平视看呈左右方向长、前后方向短的大致四边形，其内周面形成上下的开口尺寸相同的直线状。在通孔13内周面的全部面上形成导电部6。
如图1和图2所示，主弹簧臂11由向电池本体2侧即后方向成形为膨出状而能够在前后方向弹性变形的弹簧板部15、和向前方向成形为膨出状而能够向前后方向弹性变形的弹簧板部16、16构成。这些弹簧板部15、16在上侧的连出基端部17和下侧连出端部18之间被支持成两边相持状。弹簧板部15、16沿前后方向的对向相隔尺寸设定成稍大于通孔13沿前后方向的开口尺寸，在将其插入通孔13内安装时，弹簧板部15、16以挤压通孔13前后壁的状态而与之接触。
辅助弹簧臂12由从上端部向下方向连出的基端部20、削去基端部20的左右的外壁面的薄壁部21、以及与薄壁部21的连出端设置成一体向左右方向突出的结合部(结合部分)22构成。结合部22左右的外壁面形成上面宽的锥形导向面23。这些辅助弹簧臂12、12从偏离主弹簧臂11的连出基端部17的左右外侧的位置延伸，在辅助弹簧12、12的左右内侧面和与此面对的主弹簧臂11的外侧面之间，要确保有使辅助弹簧12、12能向左右内方向(主弹簧臂11的方向)弹性变形的微小的变形间隙G。也就是说，辅助弹簧臂12和主弹簧臂11相隔很小的间隙面对面接近，辅助弹簧臂12与主弹簧臂11分离独立，能够向左右方向弹性变形。
如图1(b)所示，薄壁部21左右两外壁面的彼此间隔尺寸被设定成大致等同于形成通孔13的左右内壁面的对向间隔尺寸，因而，结合部22比通孔13的内壁面向左右外侧突出的部分，仅相当于其左右方向比薄壁部21多出的厚度。基端部20和结合部22的上下间隔尺寸，即薄壁部21的上下尺寸被设定为大致等同于通孔13的周缘的线路板5的厚度。
以下说明安装带接头的电池1的要领。首先，将结合部22的导向面23与通孔13的左右内壁的上端接触，同时将辅助弹簧臂12插入通孔13内，辅助弹簧臂12就暂时向变形间隙G方向产生弹性变形。然后，在将固定部分9完全插入通孔13后安装好的图1(b)的状态下，通过辅助弹簧12的弹性恢复力，使结合部22从通孔13向左右方向突出，结合部22就结合在通孔13的下端周缘的线路板5上。通过该结合部22和通孔13的下端边缘的线路板5的结合，能够阻止不小心将接头7从通孔13拔出。即，通过辅助弹簧臂12卡住在通孔13周缘的线路板5上，能够防止接头7向上方拔出。
另外，在将辅助弹簧臂12安装到通孔13内时，接头7在薄壁部21的上下长度范围内的上下方向的移动受到规制。具体地说，基端部20的与薄壁部21的台阶部分被通孔13上端周缘的线路板5支撑固定，这样接头7就不会向下沉入，从而能够确保被安装在通孔13内。另外，结合部22结合在通孔13的下端周缘的线路板5上，能够防止被向上方拔出。这样，就能够确实防止接头7受到外部冲击而不小心从通孔13被拔出，或是位置产生偏离。通过使薄壁部21的左右外侧面与通孔13的左右方向的内壁面接触，接头7也不会在左右方向产生位置偏离。
另外，由于辅助弹簧臂12其自身能够产生弹性变形，将结合部22先插入通孔13内后，通过将接头7向通孔13内按压，结合部22就能在通孔13的左右侧面滑动移动，最终以贯通状态与通孔13结合。因此，带接头的电池相对于通孔13的安装操作容易进行，而且可以根据需要以相反的顺序将带接头的电池1简单地取出。即，要将带接头的电池1从线路板5脱离时，用指头捏住辅助弹簧臂12的结合部22，使其向主弹簧臂11的方向挠性变形，解除该结合部22相对于线路板5的固定后，将接头7往上拔出即可。
另外，将接头7插入通孔13时，构成主弹簧臂11的弹簧板部15、16产生弹性变形使得其前后方向的间距的尺寸变小。然后，在将固定部9完全插入通孔13后安装好的图1(a)和图2的状态下，主弹簧臂11通过弹簧板部15、16的弹性恢复力，以挤压状态与通孔13的前后方向的壁面结合。通过该弹簧板部15、16与通孔13内壁面的挤压结合，得以确保接头7和导电部6的电导通，同时能够阻止前后方向位置的偏离。
(第2实施方式)图3及图4示出了本发明的带接头的电池的第2实施方式。此时的带接头的电池1由电池本体2、焊接固定在电池本体2上面的负极接头7a、和焊接固定在电池本体2下面的正极接头7b构成，它被安装固定在线路板5的周缘。
负极接头7a是向后方向延伸的水平臂30、和在水平臂30的活动端折曲形成反ヘ字形而与线路板5的导电部6a接触的接触部31成形为一体的冲压金属配件，水平臂状部分30的基端部被焊接固定在电池本体2的上面。接触部31与导电部6a接触的部分做成平坦面。
在图4中，正极接头7b是将支承电池本体2下面的基座壁32、从基座壁32的后端左右向上方侧弯起的左右一对支持臂33、33、与支持臂33上端连续并斜向下弯曲的上结合臂34、从基座壁32的后端中央向后方向连出的下结合臂35、和从下结合臂35的活动端斜向下弯曲的解除片36成形为一体的冲压金属配件，电池本体2被焊接固定在基座壁32的上面。在下结合臂35的上面切出形成固定用的突起(结合部)37。支持臂33的左右的对向间隔尺寸被设定成大于负极接头7a的左右宽度尺寸，上下的结合臂34、35的对向间隔尺寸被设置成略小于线路板5的厚度。上下结合臂34、35可以上下方向稍作弹性形变，以这些结合臂34、35构成本发明的固定部分和夹持部。
图3(a)、(b)中，符号13表示形成于线路板5的周缘近旁的大致四边形的通孔。在该通孔13和线路板5的周缘之间的线路板5上面设有负极用的导电部6a，在该负极用的导电部6a的左右两侧设有正极用的导电部6b。即，在线路板5的上面，左右方向并列形成正负极用的导电部6a、6b。通孔13的左右的宽度尺寸被设定为略大于前面的突起37的宽度。
在以上那样结构所构成的带接头的电池1中，通过将线路板5插入正极接头7b的上下的结合臂34、35之间，就能对线路板5安装电池1。换句话说，用上下结合臂34、35像夹子一样从上下方向夹持线路板5，就对线路板5安装了电池1。这时，结合臂34、35的弹性力使电池1相对于线路板5固定，同时上结合臂34与导电部6b接触而使得电池本体2的正极与线路板5电导通。同时，设于下结合臂35上的固定用突起37进入设于线路板5的通孔13，因此电池1被结合保持在线路板5上而不能被拔出。另一方面，负极接头7a的接触部31与导电部6a接触，使电池本体2的负极和线路板5电导通。
在要将带接头的电池1从线路板5脱离时，将下结合臂35的解除片36用手指捏住，使下结合臂35向下方向挠性变形，在解除了突起37相对于通孔13的结合后，就能将电池1沿前方向取出。
(第3实施方式)在图5和图6中示出了本发明的带接头的电池的第3实施方式。其中的带接头的电池1由电池本体2、固定焊接在电池本体2上面的负极接头7a、固定焊接在电池本体2下面的正极接头7b构成，用铆钉40、40相对于线路板5进行固定、安装。
负极接头7a是由从电池本体2向外方向延伸的水平部41和使铆钉固定于线路板5上的承受板(接触部)42折曲成台阶状的冲压成形件，承受板42的板面中央形成铆钉40用的贯通孔43。正极接头7b是长尺寸平板状的金属板，在活动端(接触部)44的中央形成铆钉用的贯通孔45。
在线路板5中设有贯通状的收容电池本体2的电池室46，在与电池室46周缘的与线路板5的正负极接头7a、7b对向的壁面，埋设形成导通部6a、6b。在各导通部6a、6b以及与其对应的线路板5上形成铆钉40用的贯通孔47。
在将带接头的电池1安装、固定到线路板上时，首先将正极接头7b插入电池室46内，将电池1临时组装到线路板5上。接着匹配好接头7a、7b以及导通部6a、6b的贯通孔43、45、47的位置，然后将铆钉40插入这些贯通孔43、45、47，最后使从贯通孔43、44突出的铆钉40的前端部变形成为扁平状，从而将接头7a、7b固定在线路板5上。这时，形成于线路板5上的导电部6a、6b和接头7a、7b的承受板42及活动端44分别接触，从而使电池本体2和线路板5电导通。
(第4实施方式)第4实施方式是第1实施方式的变型例，如图7和图8所示，接头7、7的固定部分9按照接触部11被包含在结合部12中的方式形成。详细地说，接触部11具备一对弹簧板部15、15，位于其间的辅助弹簧板部形成结合部22。其它与第1实施方式相同的编号表示同一功能部分。因而可参照第1实施方式而省略详细的说明。
在上述实施例中，正极接头及负极接头任一方都具有本发明的接头构成，但也可以是仅一方的接头采用上述构成，另外，电池的配置也不局限于示例的形式。
在本发明中，对接头的材质不作特别的限定，可以举出铁、铜、镍、铝、钛等金属材料及其合金(不锈钢、黄铜等)，或者是如上述部件的复合板等那样由几种材质复合得来的材料。再有，也可以在上述部件的表面镀镍、镀锡、镀焊锡、镀铜、镀金等。但是，在通过焊接把接头安装到电池外壳的场合，希望考虑与外壳的焊接性来选择接头的材质，外壳为不锈钢时，接头的材质优选不锈钢或者镍，外壳为铝或其合金时，接头的材质优选铝或其合金。
权利要求
1.带接头的电池，其特征在于，由电池本体和将该电池本体与设于线路板上的导电部导通的接头构成，上述接头具有与上述线路板的导电部接触，使该导电部和电池本体电导通的接触部，在上述接触部上设有贯通孔或缺口，使用插通上述贯通孔或切口的铆钉，可将上述接头固定在上述线路板上。
全文摘要
本发明是一种不经过焊接处理就能安装到线路板上的带接头的电池。由电池本体(2)和将电池本体(2)与设于线路板(5)上的导电部(6)电导通的接头(7)构成。接头(7)的一部分被用作将电池本体(2)相对于线路板(5)固定的固定部分(9)。在接头(7)的固定部分(9)上，设置与设导电部(6)的部分或其近旁部分以贯通状态结合的结合部(12)、和与导电部(6)接触而使该导电部(6)与电池本体(2)电导通的接触部(11)，使得电池本体(2)在与线路板(5)的导电部(6)导通的状态下被固定。
文档编号H01M2/10GK1801504SQ200510124170
公开日2006年7月12日 申请日期2003年6月27日 优先权日2002年6月27日
发明者岸田章 申请人:日立麦克赛尔株式会社