(57)【要約】【課題】  電池の確実な保持を安定して行うことを可能とし、また電池の周囲を省スペース化し、且つ電池の交換を容易にする。【解決手段】  円柱形状の電池１は、一方の端部の中央部に負極２１が、その負極２１の周囲の端面２２ｂと、この端面２２ｂに連続する一部の円柱面２２ａに正極２２が形成されている。負極接片６１は、負極２１の内周面に嵌合する円柱形状の嵌合部７０を有し、正極接片６２は、正極２２の円柱面２２ｂに嵌合し、電池１を保持する嵌合保持部６７を有する。電池１を軸方向に沿って挿入すると、正極２１及び負極２２が正極接片６１及び負極接片６１に嵌合して電気的に接続され、電池１が保持される。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形が円柱型に形成され、その一方の端部に、正極及び負極をともに設けていることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記負極は、円柱面の軸方向と略直交する端面から凹んでいる凹部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】
前記正極は、円柱面の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の電池。
【請求項４】
円柱型で、正極及び負極を有する電池を、回路基板に電気的に接続する電池の接続方法において、
前記電池は、外形が円柱型に形成され、その一方の端部に正極及び負極がともに設けられており、前記回路基板には、前記電池の正極及び負極が設けられた前記端部を保持する電極接片を設け、この電極接片を介して前記電池を電気的に接続していることを特徴とする電池の接続方法。
【請求項５】
前記負極は、円柱面の軸方向と略直交する端面から円柱状に凹んでいる凹部に形成され、前記正極は、前記円柱面の少なくとも一部に設けられており、前記電極接片は、前記負極の内周面に嵌合して接触する円柱状の凸部を有する負極側接片と、前記円柱面に合わせた内周面で前記正極に嵌合して接触する円筒状の正極側接片とからなることを特徴とする請求項４記載の電池の接続方法。
【請求項６】
円柱型で、正極及び負極を有する電池を、回路基板に電気的に接続する電極接片において、
前記電池の一方の端部を保持し、且つこの端部にともに設けられた正極及び負極と電気的に接続することを特徴とする電極接片。
【請求項７】
前記電池の一方の端面中心部から円柱状に凹んでいる凹部に形成された前記負極の内周面に嵌合して接触する円柱状の凸部を有する負極側接片と、前記電池の円柱面の少なくとも一部に形成された前記正極と嵌合して接触する内周面を有する円筒状の正極側接片とからなることを特徴とする請求項６記載の電極接片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源用の電池、及びその接続方法、及びその電池を接続する電極接片に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ付きフイルムユニットなどの簡易型カメラの電源としては、単３型又は単４型規格の乾電池が使用されることが一般的である。この単３，４型規格の乾電池はＩＳＯ規格で規定されているように、全体が円柱形状で、その両端の一方に正極、他方に負極を有している。
【０００３】
上述したような単３，４型規格の乾電池を使用する場合、回路基板との接続には、電池の両極に合わせた一対の電極接片を設け、この電極接片を介して接続することが一般的である。ところが、この電極接片は、乾電池の両端の位置に合わせて形成されているため、回路基板に接続されている接続部から、先端の端子までの寸法を長く形成しなければならない。これにより、この電極接片は、乾電池の挿脱を何回か行うと、変形したり、金属疲労により、弾性が低下して乾電池を保持することが困難になってしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載されているレンズ付きフイルムユニットでは、電極接片の寸法を短くするために、この電極接片を乾電池の外周壁を被覆する絶縁部材に貫入させて、外周壁に接触させている。外周壁は、一端の電極と一体に形成されているので、絶縁部材を貫入した電極接片と電気的に接続されるようになる。また、特許文献２に記載されているカメラでは、乾電池の正極が周囲と段差をもって形成されていることから、この正極の肩部に、二股に分かれた形状の電極接片で圧接して電気的に接続している。これによって、電極接片の端子間の距離を短くすることができる。
【０００５】
一方、レンズ付きフイルムユニットよりも高級なカメラなどでは、電池の外形に合わせた電池室が形成されており、この電池室へ乾電池の軸方向に沿って挿入可能となっている。これにより、乾電池は、電池室の壁面によって保持されているので、電極接片には、乾電池を保持する剛性は不必要であり、電気的接続のみを有すればよいので、上述したような剛性を有する電極接片は不必要になる。また、電池室は、一方の端部が電池室蓋によって開閉自在となっているので、この電池室蓋に一方の電極に接続する端子を設けなければならず、この電池室蓋に設けた端子との接続では、電池室蓋の開閉動作を妨げないように、フレキシブル基板などを用いて接続している。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６７２２９号公報
【特許文献２】特許第３３５０７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載されている電極接片では、乾電池との接触による電気的接続の他に、乾電池の両端部を保持して、乾電池を固定するという機能が必要とされるため、電極接片の少なくとも一方は、ある程度の長さを持つように形成しなければならず、乾電池の挿脱を何度も繰り返すことによって、やはり変形や、保持力の低下が起きてしまう。
【０００８】
そこで、上述した高級なカメラのように、壁面で乾電池を保持する電池室を持った構造にすることも考えられるが、このような構造とすると、フレキシブル基板などのコストが高く、レンズ付きフイルムユニットなどの簡易なカメラとっては重要な要素であるローコスト化を図る上で、大きな妨げとなってしまう。また、このような電池室を持った構造で、且つ乾電池を２本又は４本使用し、電池室蓋に設けた端子によって、乾電池を直列に接続することで、接続用のフレキシブル基板を必要としない構造もあるが、簡易なカメラの多くでは、電源として乾電池が１本あれば十分であり、乾電池の本数増加はやはりローコスト化の妨げとなる。さらに、上述したような乾電池を保持する壁面もまたコスト増加の原因となるとともに、乾電池の周囲の省スペース化の妨げとなるので、簡易なカメラに設けることは非常に困難である。
【０００９】
さらにまた、上記特許文献１及び２では、乾電池との接続については記載されているが、乾電池の取り外しについては特に記載されておらず、乾電池の交換の容易性については何ら考えられていない。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、電池１本から電源を供給する場合で、電池の挿脱による変形や、剛性の低下を防ぎ、電池の確実な保持を安定して行うことを可能とし、また電池の周囲を省スペース化して全体のコンパクト化を図ることが可能であり、且つ交換を容易に行うことが可能な電池及びこの電池の接続方法及び電極接片をローコストに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の電池では、外形が円柱型に形成され、その一方の端部に、正極及び負極をともに設けていることを特徴とする。なお、前記負極は、円柱面の軸方向と略直交する端面から凹んでいる凹部に形成されていることが好ましく、前記正極は、前記円柱面の少なくとも一部に設けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明の電池の接続方法では、円柱型で、正極及び負極を有する電池を、回路基板に電気的に接続する電池の接続方法において、前記電池は、外形が円柱型に形成され、その一方の端部に正極及び負極がともに設けられており、前記回路基板には、前記電池の正極及び負極が設けられた前記端部を保持する電極接片を設け、この電極接片を介して前記電池を電気的に接続していることを特徴とする。
【００１３】
なお、前記負極は、円柱面の軸方向と略直交する端面から円柱状に凹んでいる凹部に形成され、前記正極は、前記円柱面の少なくとも一部に設けられており、前記電極接片は、前記負極の内周面に嵌合して接触する円柱状の凸部を有する負極側接片と、前記円柱面に合わせた内周面で前記正極に嵌合して接触する円筒状の正極側接片とからなることが好ましい。
【００１４】
本発明の電極接片は、円柱型で、正極及び負極を有する電池を、回路基板に電気的に接続する電極接片において、前記電池の一方の端部を保持し、且つこの端部にともに設けられた正極及び負極と電気的に接続することを特徴とする。なお、前記電池の一方の端面中心部から円柱状に凹んでいる凹部に形成された前記負極の内周面に嵌合して接触する円柱状の凸部を有する負極側接片と、前記電池の円柱面の少なくとも一部に形成された前記正極と嵌合して接触する内周面を有する円筒状の正極側接片とからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電池は、外形が、円柱面及びこの円柱面の軸方向に略直交する両端面からなる円柱型に形成され、前記端面のうちの一方側に、正極及び負極がともに位置するので、電極接片への装着が容易であり、かつ安定して保持されることが可能である。
【００１６】
さらに、本発明の電池の接続方法は、電池は、円柱面及びこの円柱面の軸方向に直交する両端面からなり、端面のうちの一方側に正極及び負極をともに設けるとともに、回路基板には、前記正極及び負極が設けられた前記電池の一端部を保持する電極接片を設けており、この電極接片を介して前記電池を電気的に接続しているので、電池を確実に保持することが可能であり、装着及び取り外しを簡単に行うことができるので、電池の交換を容易にすることができる。また、電池を保持する電池室の壁などが不要であり、ローコストな構造が可能となる。
【００１７】
また、本発明の電極接片は、前記電池の一端側を保持し、且つこの一端側に設けられた正極及び負極と電気的に接続するので、電池を確実に保持することを可能とするとともに、寸法的に小さく形成することができるので、変形や剛性の低下を防ぎ、電池の交換を繰り返した場合にも、安定して電池の保持を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を適用した乾電池を図１、図２、及び図３に示す。この乾電池（以下、単に電池と称する）１は、いわゆるアルカリ電池であり、第１〜３正極材２ａ〜ｃと、負極材３と、セパレータ４と、これらを封入するケース５とからなる。
【００１９】
正極材２ａ〜ｃは、正極活物質であるＭｎＯ2 と、電解液である水酸化カリウム水溶液等の混練物をリング状に成形および固化したものを使用している。そして、この正極材２ａ〜ｃは、ケース５の内部に同軸上に位置するように３段積み重ねた状態で封入されている。なお、正極材２ａ〜ｃの材料としては、導電補助剤として例えば、黒鉛、アセチレンブラック、ケッチエンブラックなどを混入させることもある。
【００２０】
ケース５は、詳しくは図２に示すように、ケース本体８と、封止部材９とからなる。ケース本体８は、鋼板をプレス加工などにより形成したものであり、一端部が塞がれ、他端部が開口された略円筒形状に形成されている。封止部材９は、このケース本体８の負極側を封止する。
【００２１】
このケース本体８の内周面８ａには、導電性皮膜が形成されている。この導電性皮膜は、粉末状黒鉛などの導電性材料を塗布することなどによって形成されている。そして、正極材２ａ〜ｃをケース本体８の内部に挿入すると、正極材２ａ〜ｃの外周面がケース本体８の内周面８ａに形成された導電性皮膜に嵌合して、正極材２ａ〜ｃと、ケース本体８とが電気的に接合した状態となる。さらに、ケース本体８の表面８ｂには、図２の拡大図に示すように、商品名や模様などを表すためのラベル１０が貼付されている。
【００２２】
セパレータ４は、アルカリ電解液に強い部材、例えば樹脂製の不織布などからプレス加工などによって形成されており、正極材２ａ〜ｃの内周径に合わせて形成された略円筒形状で、一端部が塞がれ、他端部が開口されている。セパレータ４は、正極材２ａ〜ｃの内部に嵌合される。
【００２３】
このセパレータ４の内部には、図２に示すように、負極材３が充填される。負極材３は例えば、負極活物質である亜鉛粉末と、電解液である水酸化カリウム水溶液と、負極活物質及び電解液を均一に分散し、負極材３をゲル状に維持させておくための増粘剤等を混合して形成されている。このゲル状の負極材３が、セパレータ４の他端部側の開口部４ａから注入されることによって、セパレータ４の内部に充填される。上述したようにセパレータ４は、アルカリ電解液に強い部材を使用しているので、セパレータ４は正極材２ａ〜ｃ及び負極材３の間に挟まれて両者が電気的且つ物理的に接触しないように隔離している。
【００２４】
封止部材９は、負極集電体１５、負極端子部材１６、ガスケット１７、封止リング１８及び固定リング１９とからなる。負極集電体１５は、真鍮などの金属から棒状に形成されたものであり、一端側が上述したゲル状の負極材３の内部に挿入されており、他端側は負極材３から突出している。この負極材３から突出している負極集電体１５の端部には、フランジ１５ａが一体に形成されており、このフランジ１５ａに当接する位置には、円盤形状のガスケット１７が固着されている。さらに、負極集電体１５のフランジ１５ａの端面１５ｂには、負極端子部材１６が当接している。負極端子部材１６の周囲には、封止リング１８が固着しており、さらにこの封止リング１８には、固定リング１９が固着される。封止リング１８は絶縁性を持った樹脂から成形されており、外周面には被係止溝１８ａが、端面１８ｂの周縁１８ｃの付近には係合溝１８ｄが形成されている。固定リング１９は、封止リング１８の被係止溝１８ａを係止する係止片１９ａと、ガスケット１７に嵌合する嵌合穴１９ｂとを有しており、ガスケット１７が嵌合し、封止リング１８を係止することで、負極集電体１５と負極端子部材１６とを圧接して固着している。
【００２５】
この封止部材９がケース本体８に取り付けられるときには、負極端子部材１６、ガスケット１７、封止リング１８、嵌合部材１９が固着された負極集電体１５が負極材３の中に挿入された状態で、ケース本体８の端縁部８ｃを封止リング１８の端縁１８ｃに合わせて折り返し、封止リング１８の係合溝１８ｄに係合させる。これによって、ケース本体８の開口側の端部が封止部材９によって封止された状態となる。
【００２６】
負極端子部材１６は、封止リング１８の開口部１８ｅから外部に露呈し、ケース本体８の開口側の端部の中央部に位置している。負極端子部材１６の中心には、円柱状に凹んでいる凹部２１が形成されており，この凹部２１が電池１の負極として使用される。ケース本体８は、上述したように、その表面がラベル１０によって覆われているが、負極２１の周囲に位置する端面２２ａと、この端面２２ａに連続する一部の円柱面２２ｂは、ラベル１０によって覆われておらず、外部に露呈している。このケース本体８の端面２２ａと、円柱面２２ｂは、正極２２として使用される。このように、電池１の負極２１及び正極２２は、円柱型をした電池１の一方の端部にともに設けられている。なお、本発明における電池１の端部とは、一方の端面と、その端面に近接する一部の円柱面、及びその一部の円柱面の内部も含むものである。
【００２７】
そして、電池１は、図４に示すようなレンズ付きフイルムユニット３１に装填されている。このレンズ付きフイルムユニット３１は、各種撮影機構が組み込まれたユニット本体３３と、このユニット本体３３を部分的に覆う外装用のラベルシート３４とから構成されている。ユニット本体３３の前面には、撮影レンズ３５、対物側ファインダ窓３６、ストロボ発光窓３７、ストロボ充電切替スイッチ３８等が設けられている。また、ユニット本体３３の上面には、レリーズボタン４１、残り撮影可能コマ数を表示するカウンタ窓４２、ストロボ充電表示用のライトガイド４３が形成されている。さらに、ユニット本体３３の背面側には、巻上げノブ４４、接眼側ファインダ窓などが露呈される。
【００２８】
図６に示すように、ユニット本体３３は、露光装置４６、ストロボ装置４７等が組み込まれる本体基部４９と，その本体基部４９の前後を覆うように取り付けられる、前カバー５０及び後カバー５１とから構成されている。前カバー５０には、撮影レンズ３５、対物側ファインダ窓３６、ストロボ発光部３７、ストロボ充電切替スイッチ３８等を露呈するための開口が形成されている。本体基部４９には、左右にカートリッジ室５２とフイルムロール室５３とが一体に形成されており、それらの間に露光装置４６が配設されている。カートリッジ室５２にはフイルムカートリッジ５５が、フイルムロール室５３には、フイルムカートリッジ５５から引き出され、ロール状に巻かれた未露光の写真フイルム５５ａがそれぞれ装填されている。露光装置４６とフイルムロール室５３との間には、ストロボ装置４７が爪結合により取り付けられる。
【００２９】
ストロボ装置４７は、回路基板５６にストロボ発光部３７、メインコンデンサ５８、シンクロスイッチ５９、電池ホルダ部６０等を組み付けてユニット化したものである。ストロボ充電切替スイッチ３８が上方に向けてスライドされると、回路基板５６上に設けられた金属接片５６ａ（図５参照）がＯＮとなりメインコンデンサ５８への充電が開始される。このストロボ装置４７は、シャッタ機構を作動させたときに回動するシャッタ羽根（図示せず）によりシンクロスイッチ５９が短絡し、ストロボ光を発光させるようになっている。
【００３０】
電池ホルダ部６０は、負極接片６１と、正極接片６２と、サブ基板６３とから構成され、電池１を装着してストロボ回路に給電を行う。サブ基板６３は回路基板５６の一端部に固着され、ハンダ付けされることにより回路基板５６と電気的に接合されている。
【００３１】
正極接片６２は、詳しくは図７に示すように、全体が金属板で折り曲げ形成され、円筒状の形状をしている。この正極接片６２は、円筒部６６と、複数の嵌合保持部６７と、被係止片６８とからなる。嵌合保持部６７は、円筒部６６から軸方向に沿って突出し、かつ互いに等角度間隔の位置に形成されている。この嵌合保持部６７の内周面６７ａは、電池１の正極２２の円柱面２２ｂに合わせて形成されており、電池１を軸方向に沿って挿入することによって、円柱面２２ｂが嵌合保持部６７の内周面６７ａに嵌合して、正極接片６２が電池１を保持するとともに、正極２２と電気的に接続される。被係止片６８は、被係止部６８ａと、この被係止部６８ａの先端側に位置するハンダ付け部６８ｂとからなる。被係止片６８は、被係止部６８ａがサブ基板６３の係止穴６３ａに係止された後、ハンダ付け部６８ｂが折り曲げられてカシメ止めされた状態になり、さらにハンダ付け部６８ｂがサブ基板６３にハンダ付けされる。これによって、正極接片６２がサブ基板６３に固着される。なお、図中では、嵌合保持部６７は６箇所に形成されているが、この数に限るものではなく、電池１の保持するのに適度な保持力や、電池１のサイズに応じて適宜変更してもよい。また、被係止片６８においても２箇所に形成されているがこれに限るものではなく、カシメ止めする基板の大きさや、被係止片６８の寸法に応じて数を変更してもよい。
【００３２】
負極接片６１は、正極接片６２よりも小径の略円柱状であり、正極接片６２の中心に位置するようにサブ基板６３に取り付けられる。この負極接片６１は、全体が金属製でプレス加工などにより成形されており、嵌合部７０と、フランジ部７１と、係合片７２、ハンダ付け部７３とからなる。嵌合部７０は、電池１の負極２１の内周面２１ａに合わせた円柱状に形成されており、負極２１の内周面２１ａと嵌合して電気的に接続される。フランジ部７１は、嵌合部７０の端部に位置し、サブ基板６３と当接する。係合片７２は、フランジ７１からサブ基板６３に突出し、この係合片７２の先端部にハンダ付け部７３が位置する。係合片７２がサブ基板６３の係合穴６３ｂに係合した後、ハンダ付け部７３が折り曲げれてカシメ止めされた状態となり、さらにハンダ付け部７３がハンダ付けされる。これによって、負極接片６１がサブ基板６３に固着される。
【００３３】
このように、電池１は、電池ホルダ部６０によって保持されてストロボ装置４７とともに本体基部４９に組み付けられ、前カバー５０及び後カバー５１によって覆われてレンズ付きフイルムユニット３１の内部に組み込まれている。
【００３４】
上記構成の作用について説明する。電池ホルダ部６０への電池１の装着は、電池１の負極２１及び正極２２が設けられた一端側を軸方向に沿って挿入することで、負極接片６１及び正極接片６２に嵌合させることが可能であり、容易に行うことができる。
【００３５】
そして、電池１が装填されたレンズ付きフイルムユニット３１がメーカーに回収され、電池の交換を行うとするときも、電池１を軸方向に沿って引っ張るだけで、負極接片６１及び正極接片６２との嵌合を解除し、抜き取ることができるので、電池１の交換が非常に容易である。さらに、電池１の一端側を保持できるように、寸法的に小さい負極接片６１及び正極接片６２から構成されているので、電池１の挿脱を繰り返し行った場合でも、変形や、金属疲労による保持力の低下が発生することを防ぐことができる。
【００３６】
なお、上記実施形態において、電池１に設けられている正極２２は、ケース本体８の端面２２ａと、一部の円柱面２２ｂとから構成しているが、本発明はこれに限るものではなく、図８に示すように、端面には正極を設けず、円柱面のみに正極を設けてもよい。なお、この図８においては、上記実施形態と同様の部品、及び部材については、同符号を付して説明を省略する。この図８に示す電池８１では、ケース５は、ケース本体８及び封止部材８２からなり、封止部材８２は、負極集電体１５、負極端子部材１６、ガスケット１７、封止リング８３及び固定リング１９とからなる。封止リング８３は、絶縁性を持った樹脂から成形されており、外周面８３ａには被係止溝８３ｂと、係合溝８３ｃとが並んで形成されている。また、封止リング８３には、端面８３ｄから負極２１を露呈させる開口部８３ｅが形成されている。
【００３７】
封止部材８２をケース本体８に取り付けて、開口側を封止するときには、負極端子部材１６、ガスケット１７、封止リング８３、嵌合部材１９が固着された負極集電体１５が負極材３の中に挿入された状態で、ケース本体８の端縁部８ｃを封止リング８３の係合溝８３ｃに係合させる。ケース本体８が封止部材８２によって封止され、ラベル１０によって覆われると、ケース本体８は一部の円柱面８４のみが露呈し、この円柱面８４が正極として使用される。
【００３８】
なお、上記実施形態においては、電池、及びこの電池の接続方法、及び電極接片をレンズ付きフイルムユニットに適用した例を上げているが、これに限るものではなく、安価なコンパクトカメラなど、電源として電池を使用し、簡易な構造を持つものであれば、他のどのような機器にでも適用することができる。
【００３９】
また、上記実施形態においては、アルカリ電池を例に上げて説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、マンガン電池やニッケルマンガン電池など他の乾電池に適用してもよく、又ニッカド電池などの充電式電池に適用してもよい。なお、アルカリ電池以外に適用する場合、上記例とは、正極と負極とを入れ替えた配置、すなわち、正極を一方の端部の中心部に、負極をその周囲に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】乾電池の外観斜視図である。
【図２】乾電池の分解斜視図である。
【図３】乾電池の要部断面図である。
【図４】レンズ付きフイルムユニットの外観斜視図である。
【図６】ストロボの分解斜視図である。
【図５】レンズ付きフイルムユニットの分解斜視図である。
【図７】電極接片の構成を示す斜視図である。
【図８】別の実施例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  乾電池
２１，８４  正極
２２  負極
６１  負極接片
６２  正極接片
【図１】
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【図２】
2005100709.tif 000004
【図３】
2005100709.tif 000005
【図４】
2005100709.tif 000006
【図５】
2005100709.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005100709.tif 000009
【図８】
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