(57)【要約】【課題】平板を使用しなくてもピン端子の接続を可能としたピン端子接続装置を提供することを目的とする。【解決手段】電池１０の両端に設けられた電極面にピン端子９を接続するピン端子接続装置であって、電池１０を保持する電池ホルダー１１と、電池１０の電極面に中央部を除いて圧接する電池側溶接電極１２と、下端部においてピン端子９の先端部の鍔が表出するようにピン端子を保持し、前記電池側溶接電極１２の中央部の中空部１６に挿入され、電池１０の電極面にピン端子９の先端を圧接させ電池側溶接電極１２との間に溶接電流を流して電池１０の電極面とピン端子９とを溶接接続する筒状のピン端子側溶接電極１３とを備えたピン端子接続装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の両端に設けられた電極面にピン端子を接続するピン端子接続装置であって、電池を保持する電池ホルダーと、電池の電極面に中央部を除いて圧接する電池側溶接電極と、下端部においてピン端子の先端部の鍔が表出するようにピン端子を保持し、前記電池側溶接電極の中央部の中空部に挿入され、電池の電極面にピン端子の先端を圧接させ電池側溶接電極との間に溶接電流を流して電池の電極面とピン端子とを溶接接続する筒状のピン端子側溶接電極とを備えたピン端子接続装置。
【請求項２】
前記電池ホルダーを上下動可能に構成して電池の着脱ならびに電池の電極面を電池側溶接電極に圧接させるようにした請求項１記載のピン端子接続装置。
【請求項３】
前記電池側溶接電極として複数に分割された溶接電極群で構成し、電池の電極面への当接部の中央部に略円形の中空部を形成する形状とした請求項１記載のピン端子接続装置。
【請求項４】
前記ピン端子側溶接電極の内部に磁性金属からなるピン端子を吸着保持する磁石を設けた請求項１記載のピン端子接続装置。
【請求項５】
前記ピン端子側溶接電極にピン端子を真空吸着保持できる真空吸着機構を備えた請求項１記載のピン端子接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器の電源として用いられる電池にピン端子を接続するピン端子接続装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池とそれを電源とする電子機器の接続方法は、電池にピン端子を溶接し、このピン端子を電子機器内部のプリント基板に半田付けによって接続する方法が一般的である。そのため電池にピン端子を備えたものが広く普及している（例えば、特許文献１参照）。
電池とピン端子の接続は、例えば図８（ａ）（ｂ）に示すような構成となっていた。図８において正極１はセパレータ３を介して負極２と対向配置されており、セパレータ３は正極１と負極２を絶縁する。正極１、セパレータ３、負極２は渦巻き状に巻回されて電極群４を形成し、電解液と共に電池ケース７に収納される。上記負極２に接続された負極リード５を電池ケース７の内底部に溶接により接続し、正極リード８を電池ケース７の開口部を封止する封口板６に溶接により接続し、封口板６は電池ケース７の開口部に挿入され、電池ケース７の開口部を封止している。ピン端子２９は電池との溶接面積を確保するため平板２９ａを有し、電池の正極面２４および負極面２５に溶接点２６にて溶接され、電池の円筒軸方向に折り曲げられて電気的接続が成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０４−１０６８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のピン端子の接続では、電池の正極面２４および負極面２５からピン端子２９の平板２９ａの一部が電池の円筒軸方向に起き上がる状態となる。このような平板２９ａを有する電池をプリント基板に装着する際には、プリント基板上の電子部品が平板２９ａと干渉しないように、プリント基板上に平板２９ａの分だけ空間を設ける必要がある。したがってプリント基板上において電子部品を配置する上で、空間効率を低下させ高密度実装を妨げていた。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ピン端子に平板を必要としないピン端子の接続を可能としたピン端子接続装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明のピン端子接続装置は、電池の両端に設けられた電極面にピン端子を接続するピン端子接続装置であって、電池を保持する電池ホルダーと、電池の電極面に中央部を除いて圧接する電池側溶接電極と、下端部においてピン端子の先端部の鍔が表出するようにピン端子を保持し、電池側溶接電極の中央部の中空部に挿入され、電池の電極面にピン端子の先端を圧接させ電池側溶接電極との間に溶接電流を流して電池の電極面とピン端子とを溶接接続する筒状のピン端子側溶接電極とを備えた構成としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のピン端子接続装置を用いれば、電池の両端に設けられた電極面に平板を有しないピン端子を容易に接続することが可能となる。したがって従来平板が占めていた空間に電子部品を配置することができ、プリント基板上での空間効率を損なわないピン端子付電
池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態におけるピン端子接続装置を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるピン端子接続装置の溶接時を示す概略構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態におけるピン端子接続装置の電池側溶接電極を示す上面図、（ｂ）同正面図
【図４】本発明の実施の形態におけるピン端子接続装置において内部に磁石を備えたピン端子側溶接電極を示す概略構成図
【図５】本発明の実施の形態におけるピン端子接続装置において真空吸着機構を備えたピン端子側溶接電極を示す概略構成図
【図６】ヘッダ加工を施したピン端子の形状を示す正面図
【図７】（ａ）従来のピン端子付電池をプリント基板に実装した状態を示した図、（ｂ）本発明のピン端子接続装置を用いてピン端子を接続した電池をプリント基板に実装した状態を示した図
【図８】（ａ）従来のピン端子付電池の構造を示す上面図、（ｂ）同断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明による第１の発明は、電池の両端に設けられた電極面にピン端子を接続するピン端子接続装置であって、電池を保持する電池ホルダーと、電池の電極面に中央部を除いて圧接する電池側溶接電極と、下端部においてピン端子の先端部の鍔が表出するようにピン端子を保持し、電池側溶接電極の中央部の中空部に挿入され、電池の電極面にピン端子の先端を圧接させ電池側溶接電極との間に溶接電流を流して電池の電極面とピン端子とを溶接接続する筒状のピン端子側溶接電極とを備えたピン端子接続装置である。この構成により電池の両端に設けられた電極面に平板を有しないピン端子を溶接することができ、プリント基板上での空間効率を損なわないピン端子付電池を提供することができる。
【００１０】
本発明による第２の発明は、第１の発明において、上記電池ホルダーを上下動可能に構成して電池の着脱ならびに電池の電極面を電池側溶接電極に圧接させるようにしたピン端子接続装置である。この構成により電池を適正な加圧力で電池側溶接電極に圧接することができ、溶接後は下方へ動かすことで電池の取り出しを容易にすることができる。
【００１１】
本発明による第３の発明は、第１の発明において、上記電池側溶接電極として複数に分割された溶接電極群で構成し、電池の電極面への当接部の中央部に略円形の中空部を形成する形状としたピン端子接続装置である。この構成により電池が若干傾いて保持された場合でも、電池側溶接電極が複数に分割され、それぞれが独立しているため、電池側溶接電極と電池との間で十分な接触面積を確保することができる。
【００１２】
本発明による第４の発明は、第１の発明において、上記ピン端子側溶接電極の内部に磁性金属からなるピン端子を吸着保持する磁石を設けたピン端子接続装置である。この構成によりピン端子側溶接電極からピン端子が落下せず安定した吸引力で保持することができ、生産効率を高めることができる。
【００１３】
本発明による第５の発明は、第１の発明において、上記ピン端子側溶接電極にピン端子を真空吸着保持できる真空吸着機構を備えたピン端子接続装置である。この構成により非磁性金属からなるピン端子であってもピン端子側溶接電極からピン端子が落下せず非接触状態で保持することができ、生産効率を高めることができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図１および図２は本発明の実施の形態におけるピン端子接続装置の構造を示す概略構成図である。図１は電池１０とピン端子９をセットした状態を示し、図２は電池１０にピン端子９を溶接している状態を示す。
【００１５】
本発明のピン端子接続装置は、電池１０を保持する電池ホルダー１１と、この電池ホルダー１１に保持された電池１０の一端面に中央部を除いて圧接する電池側溶接電極１２と、下端部に先端部の鍔が表出するようにピン端子９を保持し上記電池側溶接電極１２の中央部の中空部１６に挿入されて電池１０の一端面にピン端子９の先端を圧接させ、電池側溶接電極１２との間に溶接電流を流して電池１０の一端面とピン端子９とを溶接接続する筒状のピン端子側溶接電極１３とを備えた構成となっている。
【００１６】
電池ホルダー１１は２本のアーム１７によって上下動が可能となっている。この２本のアーム１７はそれぞれの端部を同軸上で重ねられ、ピン２０が軸を貫き軸を中心にそれぞれのアーム１７は可動の状態にある。それぞれのアーム１７の他方の端部は電池ホルダー１１及びベース１８に接続され、同様に可動の状態にある。この上下動をレバー１９にて行うことができる。アーム１７を折りたたんだ状態にて電池１０の着脱が可能である。またアーム１７を上死点手前で固定することにより、電池側電極加圧バネ２１の力で電池側溶接電極１２に圧接させることができると同時に、ピン端子側電極加圧バネ２２の力でピン端子側溶接電極１３を電池１０の一端面に圧接させることができる。
【００１７】
以下に電池１０にピン端子９を接続する手順を示す。
（１）電池ホルダー１１に電池１０をセットする。
（２）ピン端子側溶接電極１３にピン端子９をセットする。
（３）レバー１９を動かしてアーム１７を伸ばし、電池１０を電池側電極加圧バネ２１の力で電池側溶接電極１２に圧接する。
（４）ピン端子側溶接電極１３を下降させ、ピン端子側電極加圧バネ２２の力で電池１０にピン端子９を加圧する。
（５）電池側溶接電極１２およびピン端子側溶接電極１３の間に溶接電流を流して溶接する。
（６）溶接終了後、電池ホルダー１１を下降させ、電池１０を取り出す。
【００１８】
本発明のピン端子接続装置を用いれば、電池の両端に設けられた電極面に平板を有しないピン端子を容易に接続することが可能となり、プリント基板上での空間効率を損なわないピン端子付電池を提供することができる。
【００１９】
図３（ａ）、（ｂ）は本発明のピン端子接続装置の電池側溶接電極１２の構造を示す上面図と正面図である。電池側溶接電極１２として２つに分割された溶接電極群で構成し、電池１０の一端面への当接部に略円形の中空部１６を形成する形状とした構成とする。この構成により電池が若干傾いて保持された場合でも、電池側溶接電極が２つに分割され、それぞれが独立しているため、電池側溶接電極と電池との間で十分な接触面積を確保することができる。この場合電池側溶接電極１２は３分割以上でも可能である。
【００２０】
図４は本発明のピン端子接続装置のピン端子側溶接電極の構造を示す概略構成図である。磁性金属からなるピン端子９を吸着保持する磁石１４をピン端子側溶接電極１３の内部に設けた構成とする。磁性金属からなるピン端子９を保持するための手段としては、ピン端子９の質量を保持し得る吸引力として磁石であれば電極内に収まる大きさで十分その力を得られ、他に設備を必要としないため構造も最も簡単な構造となる。この構成によりピン端子側溶接電極からピン端子が落下せず安定した吸引力で保持することができ、生産効率を高めることができる。
【００２１】
図５は本発明のピン端子接続装置のピン端子側溶接電極の構造を示す概略構成図である。ピン端子側溶接電極にピン端子を真空吸着保持できる真空吸着機構を備えた構成とする。非磁性金属からなるピン端子９を保持するための手段として、ピン端子９の質量を保持し得る吸引力として真空ポンプ１５を使用すれば非接触状態で十分その力を得られ、持続性のある吸引力で非磁性金属からなるピン端子９を保持することができる構成となる。この構成により非磁性金属からなるピン端子であってもピン端子側溶接電極からピン端子が落下せず非接触状態で保持することができ、生産効率を高めることができる。
【００２２】
図６はピン端子９の形状を示した図である。ピン端子９として先端にヘッダ加工９ｂを施した構成とする。ヘッダ加工９ｂを施すことで、電池との接触を面でなく点にすることが可能であり、溶接電流による発熱を最大限に引き出すことが可能となる。溶接時の加圧力によりヘッダ加工９ｂ部は溶けて電池に押さえられることで点から面に接続面積が拡大され、ヘッダ加工９b部を施さないものに比べ、より強い溶接強度を得ることができる。
【実施例】
【００２３】
（ピン端子付電池Ａの作製）
図８に示した構造のピン端子付電池Ａを作製した。電池は直径１５．６ｍｍ、高さ２７ｍｍの円筒形リチウム電池である。これに直径０．８ｍｍ、長さ１０ｍｍのニッケル製のピン端子２９を、５ｍｍ×７ｍｍの略長方形の平板２９ａにあらかじめ溶接した後、この平板２９ａを電池の正極面２４および負極面２５に２点溶接した。その後、この平板２９ａを折り曲げ、ピン端子２９が電池の円筒軸方向に向くようにした。
【００２４】
（ピン端子付電池Ｂの作製）
図１に示すピン端子接続装置を用い、端子付電池Ａと同様に直径１５．６ｍｍ、高さ２７ｍｍの円筒形リチウム電池に直径０．８ｍｍ、長さ１０ｍｍのニッケル製のピン端子９を溶接し、ピン端子付電池Ｂを作製した。
【００２５】
（ピン端子の実装）  
上記のピン端子付電池Ａおよびピン端子付電池Ｂをプリント基板に他の電子部品とともに配置した様子をそれぞれ図７（ａ）、（ｂ）に示す。ピン端子はほぼ中央付近にて直角に曲げられ、プリント基板に挿入されている。図７より明らかなように、平板２９ａを有するピン端子付電池Ａでは、平板２９ａがあるため、電子部品２３をピン端子の近くに配置することができないが、ピン端子付電池Ｂでは、平板２９ａがないため、ピン端子の近くまで電子部品２３を配置することが可能となり、より高密度な実装が可能であることがわかる。                                              
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のピン端子接続装置を用いれば、電池の両端に設けられた電極面に平板を使用しなくてもピン端子を溶接することができ、プリント基板上での空間効率を損なわないピン端子付電池を提供することができるので、プリント基板実装用の電池にとって非常に有用である。
【符号の説明】
【００２７】
９    ピン端子
９ａ  平板
９ｂ  ヘッダ加工
１０  電池      
１１  電池ホルダー
１２  電池側溶接電極
１３  ピン端子側溶接電極
１４  磁石
１５  真空ポンプ
１６  中空部
１７  アーム
１８  ベース
１９  レバー
２０  ピン
２１  電池側電極加圧バネ
２２  ピン端子側電極加圧バネ
２３  電子部品
２７  プリント基板上の配線パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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