JP4632654B2 - ボタン電池用コネクタ及びその接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話やキーレスエントリシステム等に使用されるボタン電池用コネクタ及びその接続構造に関するものである。

携帯電話やキーレスエントリシステムには、コインタイプのボタン電池が使用されるが、このボタン電池をセットして接続する構造は、例えば、図示しない携帯電話やキーレスエントリシステムの筐体に凹み形成されるボタン電池用挿入穴と、このボタン電池用挿入穴に設けられてボタン電池の脱出を規制する係止片と、ボタン電池用挿入穴の底部に設けられるボタン電池用で金属製の第一接点と、ボタン電池用挿入穴の内周面に設けられるボタン電池用で金属製の第二接点とから構成されている（特許文献１、２参照）。
特開平１１−１３０５９４号公報 特開平１１−１８５７２１号公報

従来におけるボタン電池用コネクタの接続構造は、以上のように構成され、ボタン電池のセットや着脱を容易化することができるものの、落下時の衝撃に非常に弱く、しかも、衝撃に伴う瞬断を有効に防ぐことができないという大きな問題がある。

本発明は、上記に鑑みなされたもので、衝撃に伴う瞬断を抑制することのできるボタン電池用コネクタ及びその接続構造を提供することを目的としている。

本発明においては、上記課題を解決するため、ボタン電池を保持するボタン電池用コネクタであって、ボタン電池を搭載する絶縁性の搭載プレートと、この搭載プレートに設けられ、ボタン電池を保持するクランプと、搭載プレートに設けられ、ボタン電池の一の電極部に電気的に接触する第一の導電接続子と、搭載プレートに設けられ、ボタン電池の他の電極部に電気的に接触する第二の導電接続子とを含み、
搭載プレートの略両端部に、搭載プレートに搭載されたボタン電池を挟むクランプを設け、搭載プレートの略一端部に、搭載されたボタン電池の一の電極部に電気的に接触する第一の導電接続子を取り付けてその接続部を露出させ、搭載プレートの略中央部に、搭載されたボタン電池の他の電極部に電気的に接触する第二の導電接続子を取り付けてその両端部を露出させ、第一、第二の導電接続子を、絶縁エラストマーに導電エラストマーと導電細線のいずれかを設けることにより構成したことを特徴としている。

また、本発明においては、上記課題を解決するため、電気接合物にボタン電池を請求項１又は２記載のボタン電池用コネクタを用いて電気的に接続するようにしたことを特徴としている。
なお、ボタン電池に加わる外力を減衰させる防振体を備えることができる。

ここで、特許請求の範囲におけるボタン電池には、リチウムコインタイプ、空気亜鉛タイプ、酸化銀タイプ、アルカリボタンタイプ等があるが、いずれでも良い。搭載プレートは、平坦な板や長板が主ではあるが、円板、楕円やひし形の板等でも良い。また、クランプは、搭載プレートの両端部やその付近に、別体としてあるいは一体形成される。このクランプは、複数の場合には、全部が同じ大きさや形状でも良いし、一部が残部と異なる大きさや形状でも良い。クランプの自由端部には、略Ｊ字形や略Ｌ字形の係止爪を曲げ形成し、この係止爪をボタン電池の周縁部に引っ掛けても良い。

第一、第二の導電接続子は、特に限定されるものではないが、少なくとも各種のエラストマーにより部分的に構成され、導電エラストマーや導電細線等により、電気的な接続を図るものであることが好ましい。第一の導電接続子は、主に搭載プレートの一端部やその付近に取り付けられる。第二の導電接続子は、主に搭載プレートの中央部やその付近に取り付けられる。また、固定フックは、例えばＪ字形、Ｌ字形、矢印形等に形成され、搭載プレートに単数複数設けられる。

電気接合物には、少なくとも各種の実装基板、プリント基板、フレキシブル回路基板、電子部品等が含まれる。防止振動体としては、柔軟な各種のエラストマーやシート等が単数複数用いられる。さらに、本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造は、少なくとも携帯電話、携帯用ゲーム機、携帯電子機器、電卓、パソコン、ワイヤレス送信機、キーレスエントリシステムの発信機、時計、カメラ、補聴器等に利用される。

本発明によれば、ボタン電池を搭載する絶縁性の搭載プレートと、この搭載プレートに設けられ、ボタン電池を保持するクランプと、搭載プレートに設けられ、ボタン電池の一の電極部に電気的に接触する第一の導電接続子と、搭載プレートに設けられ、ボタン電池の他の電極部に電気的に接触する第二の導電接続子とを含み、搭載プレートの略両端部に、搭載プレートに搭載されたボタン電池を挟むクランプを設け、搭載プレートの略一端部に、搭載されたボタン電池の一の電極部に電気的に接触する第一の導電接続子を取り付けてその接続部を露出させ、搭載プレートの略中央部に、搭載されたボタン電池の他の電極部に電気的に接触する第二の導電接続子を取り付けてその両端部を露出させ、第一、第二の導電接続子を、絶縁エラストマーに導電エラストマーと導電細線のいずれかを設けることにより構成したので、衝撃に伴う瞬断を抑制することができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態におけるボタン電池用コネクタは、図１ないし図１４に示すように、ボタン電池１を支持する搭載プレート１０と、ボタン電池１を弾発的に挟持するクランプ片２０と、ボタン電池１の正極２に電気的に弾接する第一の導電接続子３０と、ボタン電池１の負極３に電気的に弾接する第二の導電接続子４０とを備え、ボタン電池１をキーレスエントリシステム５０の回路基板５３上に電気的に導通接続するようにしている。

ボタン電池１は、図１や図２に示すように、例えばコインタイプの二酸化マンガンリチウム電池からなり、薄く丸い円盤形に形成される。このボタン電池１は、図１の下方向を指向する表面の外周縁部、周面、及び図１の上方向を指向する裏面に亘る領域が正極２に形成され、表面の中心部が負極３に形成される。

搭載プレート１０は、図１に示すように、所定の合成樹脂を使用して略平坦な絶縁性の長板に成形され、ボタン電池１を着脱自在に搭載支持する。この搭載プレート１０の所定の合成樹脂としては、例えば耐衝撃性や柔軟性を有するポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン等があげられる。

搭載プレート１０の両端部には、下方向に伸びる断面略Ｌ字形の固定フック１１がそれぞれ選択的に折曲形成され、各固定フック１１が回路基板５３に穿孔された取付孔５４に着脱自在に嵌入係止される。搭載プレート１０の一端部には、第一の導電接続子３０用の貫通孔１２が矩形に穿孔され、搭載プレート１０の中央部には、第二の導電接続子４０用の貫通孔１３が多角形あるいは円形に穿孔される。

クランプ片２０は、図１に示すように、搭載プレート１０の表面両端部に一体的に対設され、ボタン電池嵌合用の円形空間２１を区画形成しており、搭載プレート１０に搭載されたボタン電池１を着脱自在に挟持する。各クランプ片２０は、図２や図３に示すように、ボタン電池１の周壁に密接するよう平面略半円弧形あるいは略Ｃ字形に湾曲形成され、自由端部である上端部が内方向に屈曲して突出しており、この上端部が係止爪２２としてボタン電池１の裏面周縁部に引っかかる。

なお、クランプ片２０は、図２に示すように、搭載プレート１０の表面両端部に一対設けても良いが、図１や図３のように２個に限定されるものではなく、ボタン電池嵌合用の円形空間２１を区画形成するよう、搭載プレート１０に３個、４個等、複数設けても良い。

第一の導電接続子３０は、図１や図２に示すように、搭載プレート１０の貫通孔１２に着脱自在に嵌合されて一のクランプ片２０の内面に隣接し、搭載されたボタン電池１の正極２と回路基板５３の導電接点であるランド５５とを導通接続する。この第一の導電接続子３０は、図４に示すように、例えば絶縁エラストマーに導電粒子が配合された導電エラストマー３１を用いて角柱形に成形され、搭載プレート１０の貫通孔１２から接続部である下端部と内面とがそれぞれ露出する。

絶縁エラストマーとしては、温度依存性や絶縁性等に優れるシリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム等が好適に使用される。この絶縁エラストマーに導電粒子が配合された導電エラストマー３１の硬度は、緩衝機能、成形性、取り扱い性の観点から、１０°〜９０°Ｈ、好ましくは２０°〜７０°Ｈ、より好ましくは４０°〜６０°Ｈの範囲に設定される。

これは、１０°Ｈ未満の場合には、適正な反発力を得ることができず、ボタン電池１と回路基板５３のランド５５との導通接続に支障を来たし、しかも、取扱性も著しく低下するからである。逆に、９０°Ｈを超える場合には、緩衝機能が大幅に低下するからである。

なお、第一の導電接続子３０は、図４に示す形状・構造に何ら限定されるものではない。例えば、図５に示すように板形の絶縁エラストマー３２と導電エラストマー３１とを相互に貼着して角柱形に形成したり、図６に示すように板形の絶縁エラストマー３２に、略線条の導電エラストマー３１と絶縁エラストマー３２とを交互に並べて貼着し、角柱形に形成することができる。

また、図７に示すように板形の絶縁エラストマー３２に、複数本の導電細線３３を所定のピッチ間隔で並べて貼着したり、図８に示すようにブロック形の絶縁エラストマー３２の表面に、Ｕ字形の導電細線３３を所定のピッチ間隔で並べて貼着することにより形成することも可能である。

第二の導電接続子４０は、図１や図２に示すように、搭載プレート１０の貫通孔１３に着脱自在に嵌合されて中央部に位置し、搭載されたボタン電池１の負極３と回路基板５３の導電接点であるランド５５とを導通接続する。この第二の導電接続子４０は、図２や図９に示すように、例えば絶縁エラストマーに導電粒子が配合された導電エラストマー３１を用いて多角柱形に成形され、搭載プレート１０の貫通孔１３から接続面である上下両端部が僅かに露出する。絶縁エラストマー３２については、第一の導電接続子３０の絶縁エラストマー３２と同様である。

なお、第二の導電接続子４０は、図９に示す形状・構造に何ら限定されるものではない。例えば、図１０に示すように導電エラストマー３１を用いて低い円柱形に形成したり、図１１に示すように一対の半円柱形の絶縁エラストマー３２に、板形の導電エラストマー３１を挟持させることにより形成することができる。また、図１２に示すように一対の半円柱形の絶縁エラストマー３２に、交互に並べた複数の導電エラストマー３１と絶縁エラストマー３２とを挟持させることにより形成することもできる。

また、図１３に示すように円柱形の絶縁エラストマー３２に、複数本の導電細線３３を一列に並べて埋設し、各導電細線３３の両端部を露出させたり、図１４に示すように円柱形の絶縁エラストマー３２に、複数本の導電細線３３を複数列に並べて埋設し、各導電細線３３の両端部をそれぞれ露出させることにより形成することも可能である。

キーレスエントリシステム５０は、例えば相互に嵌合する一対の筐体を備え、この一対の筐体の間には、操作用のラバースイッチと配線パターンを備えた回路基板５３とがそれぞれ内蔵される。回路基板５３には、微細な複数の電子部品、例えば抵抗器、コンデンサ、コイル、トランス、ダイオード、トランジスタ等が適宜実装される。

上記構成において、ボタン電池１と回路基板５３とを導通接続する場合には、先ず、ボタン電池用コネクタの搭載プレート１０にボタン電池１を搭載支持させ、このボタン電池１を相対向するクランプ片２０に嵌合把持させ、ボタン電池１の正極２と第一の導電接続子３０の内面とを接触させるとともに、ボタン電池１の負極３と第二の導電接続子４０の上面とを接触させる。

ボタン電池１をクランプ片２０に挟持させる際、各クランプ片２０の係止爪２２がボタン電池１の裏面周縁部に係止してボタン電池１を下方向に付勢するので、第一、第二の導電接続子３０・４０にボタン電池１の正極２と負極３がそれぞれ強く圧接される。

こうしてボタン電池用コネクタにボタン電池１を保持させたら、回路基板５３の一対の取付孔５４に搭載プレート１０の固定フック１１をそれぞれ嵌挿係止して位置決め固定し、回路基板５３の複数のランド５５に第一、第二の導電接続子３０・４０の下端面をそれぞれ接触させ、その後、ボタン電池用コネクタにキーレスエントリシステム５０を構成する筐体の円筒を呈した嵌合部を嵌合して押圧被覆すれば、ボタン電池１と回路基板５３とを導通接続することができる。

回路基板５３の取付孔５４に、搭載プレート１０の固定フック１１を貫通係止すると、回路基板５３と搭載プレート１０の間隔が狭まるので、回路基板５３の複数のランド５５に第一、第二の導電接続子３０・４０がそれぞれ圧縮して接触する。

上記構成によれば、回路基板５３にボタン電池用コネクタを保持させるにもかかわらず、ばね性を有するクランプ片２０にボタン電池１を二点支持（図３参照）させるので、落下時の衝撃に非常に強く、しかも、衝撃に伴う瞬断を有効に抑制防止することができる。また、搭載プレート１０と一体化した弾性の第一、第二の導電接続子３０・４０を圧接するだけで、ボタン電池１と回路基板５３とを確実に導通できるので、ハンダ作業を何ら必要としない。

また、回路基板５３の取付孔５４に搭載プレート１０の固定フック１１を挿入すれば、簡易な構成で搭載プレート１０の強固な位置決め固定が大いに期待できる。また、各クランプ片２０の上端部が断面Ｌ字形の係止爪２２としてボタン電池１の裏面周縁部に係止するので、第一、第二の導電接続子３０・４０にボタン電池１を適切に圧接したり、ボタン電池１の脱落やずれを有効に規制することが可能になる。

さらに、回路基板５３に金属製の第一、第二接点を一々ハンダ付けしなくても、ボタン電池１の導通を確保することができるので、アセンブリ性の悪化、製造作業の遅延化、煩雑化、複雑化等をきわめて有効に抑制防止することが可能になる。

次に、図１５は本発明の第２の実施の形態を示すもので、この場合には、搭載プレート１０の一端部と長辺中央部とに、下方向に伸びる断面略Ｌ字形の固定フック１１をそれぞれ折曲形成し、この複数の固定フック１１の位置に応じて回路基板５３に複数の取付孔５４をそれぞれ穿孔するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、固定フック１１の取付態様の多様化が期待できるのは明らかである。

次に、図１６は本発明の第３の実施の形態を示すもので、この場合には、各クランプ片２０の内周面両側部をそれぞれ肉厚に膨出形成し、ばね性を有するクランプ片２０にボタン電池１を四点支持させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、クランプ片２０の形状の多様化が期待できるのは明らかである。

次に、図１７は本発明の第４の実施の形態を示すもので、この場合には、搭載プレート１０の両端部に、下方向に伸びるピン形の固定フック１１をそれぞれ形成し、各固定フック１１を回路基板５３に穿孔された取付孔５４に着脱自在に嵌入するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、固定フック１１の多様化が期待できるのは明白である。

次に、図１８は本発明の第５の実施の形態を示すもので、この場合には、クランプ片２０の大きさを大小異ならせ、大きいクランプ片２０の内周面両側部をそれぞれ肉厚に膨出形成し、ばね性を有するクランプ片２０にボタン電池１を三点支持させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、ボタン電池１の支持態様の多様化が期待できるのは明白である。

次に、図１９は本発明の第６の実施の形態を示すもので、この場合には、搭載プレート１０の固定フック１１と回路基板５３の取付孔５４とをそれぞれ省略し、筐体５１の嵌合部５２を強く押圧被覆することにより、回路基板５３にボタン電池用コネクタを固定するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、ボタン電池用コネクタの形状の簡素化や部品点数の削減を図ることができる。

次に、図２０は本発明の第７の実施の形態を示すもので、この場合には、搭載プレート１０の固定フック１１、各クランプ片２０の係止爪２２、回路基板５３の取付孔５４をそれぞれ省略し、筐体５１の嵌合部５２を強く押圧被覆することにより、第一、第二の導電接続子３０・４０にボタン電池１を圧接するとともに、回路基板５３にボタン電池用コネクタを固定するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、ボタン電池用コネクタの接続構造の大幅な簡素化を図ることができる。

次に、図２１は本発明の第８の実施の形態を示すもので、この場合には、ボタン電池１の裏面と筐体５１の嵌合部５２との間に、円板形の弾性ゴム６０を介在させるようにしている。
弾性ゴム６０としては、薄いシリコーンゴムやブチルゴム等を使用することができる。その他の部分については、上記第７の実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、柔軟な弾性ゴム６０が防振体として機能するので、ボタン電池１に加わる振動や衝撃を吸収・減衰させることができ、耐衝撃性を著しく向上させることができるのは明らかである。

なお、一部又は全部のクランプ片２０の内周面とボタン電池１との間に、単数複数の防振体を適宜介在させても良い。

本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態を示す分解斜視説明図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態を示す断面説明図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタの実施形態を示す平面図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における第一の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第一の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第一の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第一の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第一の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における第二の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第二の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第二の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第二の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第二の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の実施形態における他の第二の導電接続子を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタの第２の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタの第３の実施形態を示す平面図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタの第４の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタの第５の実施形態を示す平面図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の第６の実施形態を示す断面説明図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の第７の実施形態を示す断面説明図である。 本発明に係るボタン電池用コネクタ及びその接続構造の第８の実施形態を示す断面説明図である。

符号の説明

１ ボタン電池
２ 正極（一の電極部）
３ 負極（他の電極部）
１０ 搭載プレート
１１ 固定フック
２０ クランプ片（クランプ）
２１ 円形空間
２２ 係止爪
３０ 第一の導電接続子
３１ 導電エラストマー
３２ 絶縁エラストマー
３３ 導電細線
４０ 第二の導電接続子
５０ キーレスエントリシステム
５１ 筐体
５２ 嵌合部
５３ 回路基板（電気接合物）
５４ 取付孔
５５ ランド
６０ 弾性ゴム（防振体）

Claims (4)

1. ボタン電池を保持するボタン電池用コネクタであって、ボタン電池を搭載する絶縁性の搭載プレートと、この搭載プレートに設けられ、ボタン電池を保持するクランプと、搭載プレートに設けられ、ボタン電池の一の電極部に電気的に接触する第一の導電接続子と、搭載プレートに設けられ、ボタン電池の他の電極部に電気的に接触する第二の導電接続子とを含み、
   搭載プレートの略両端部に、搭載プレートに搭載されたボタン電池を挟むクランプを設け、搭載プレートの略一端部に、搭載されたボタン電池の一の電極部に電気的に接触する第一の導電接続子を取り付けてその接続部を露出させ、搭載プレートの略中央部に、搭載されたボタン電池の他の電極部に電気的に接触する第二の導電接続子を取り付けてその両端部を露出させ、第一、第二の導電接続子を、絶縁エラストマーに導電エラストマーと導電細線のいずれかを設けることにより構成したことを特徴とするボタン電池用コネクタ。
2. 搭載プレートに固定フックを設けた請求項１記載のボタン電池用コネクタ。
3. 電気接合物にボタン電池を請求項１又は２記載のボタン電池用コネクタを用いて電気的に接続するようにしたことを特徴とするボタン電池用コネクタの接続構造。
4. ボタン電池に加わる外力を減衰させる防振体を備えてなる請求項３記載のボタン電池用コネクタの接続構造。

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