(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の電極に接続される電池接続用端子であって、電池収納室の奥行き端に配設された第１の電池接続用端子と、前記電池収納室を開閉する電池蓋の内側に配設された第２の電池接続用端子において、
前記第１及び第２の電池接続用端子と電池との接触部同士の擦り合わせによるセルフクリーニング効果を高めるべく、当該第１及び第２の電池接続用端子の接触部を粗く形成し、
前記第１の電池接続用端子の接触部の表面粗さは、前記第２の電池接続用端子の接触部の表面粗さよりも大きいことを特徴とする電池接続用端子。
【請求項２】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部の中心線平均粗さを0.13μｍ以上にしたことを特徴とする請求項１の電池接続用端子。
【請求項３】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部の硬度は、前記電池の電極の表面の硬度以上であることを特徴とする請求項１又は２の電池接続用端子。
【請求項４】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部は、メッキ処理された後にメッキ層を粗くする処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池接続用端子。
【請求項５】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部は、該第１及び第２の電池接続用端子の素材をブラスト処理して粗く形成し、その後、メッキ処理して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池接続用端子。
【請求項６】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部は、該第１及び第２の電池接続用端子の素材の表面を粗く形成すべくエッチング処理し、その後、メッキ処理して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池接続用端子。
【請求項７】
前記メッキ処理は、ニッケルメッキ処理である請求項４乃至６のいずれかに記載の電池接続用端子。
【請求項８】
前記メッキ処理は、ニッケルメッキ処理した後、更にニッケルボロンメッキ処理することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の電池接続用端子。
【請求項９】
前記ニッケルメッキ処理によるメッキ厚は、３μｍ±１μｍであり、ニッケルボロンメッキ処理によるメッキ厚は、1.5 μｍ±0.5 μｍである請求項８の電池接続用端子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池接続用端子に係り、特に接触抵抗の低減が可能な電池接続用端子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラは小型化が進み、電池の小型化、本数削減が商品化する上で重要な要因となっている。その一方、電池寿命に対する市場の要望は強く、小電力化や電池の改良が図られている。
【０００３】
また、電池の電極として、圧延銅箔等の集電体上に、導電剤を添加して結着剤と混練してなる結着体を塗布し、圧延により製作されるものがある。従来、この種の電極において、集電体のメッキ層が形成される表面を粗面化し、該集電体と結着体との圧延時の密着性の向上及び集電体と結着体との接触抵抗の低減化を図った電池用電極が提案されている（特開平５−１８２６７０号公報）。
【０００４】
また、電池の正極ケースである電池ケースと正極合剤（アルカリマンガン電池の場合には、正極活物質である二酸化マンガン、導電剤である黒鉛、及び電解質の水酸化ナトリウム）との接触状態を良好にするために、電池ケースを酸溶液中で電解処理してその表面を粗面化することが提案されている（ＷＯ９７／４４８３５）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、アルカリ乾電池を使用するデジタルカメラにおいて、新品のアルカリ乾電池を使用した場合に、同機種のデジタルカメラであっても撮影可能な枚数に数十枚のバラツキが発生していた。
【０００６】
撮影枚数のバラツキの要因として、電池の電極と電源入力用の端子との間の接触抵抗のバラツキが考えられる。即ち、電池の電極や端子は、時間放置しておくと、その表面に酸化皮膜が形成され、接触抵抗が大きくなる。また、電池の電極や端子の表面に、手油や異物等が付着する場合にも接触抵抗が大きくなる。
【０００７】
上記接触抵抗を低減する手法として、電池と端子との接触部同士を擦り合わせ、酸化皮膜等を除去するセルフクリーニングが一般的である。しかしながら、電池と端子との接触部同士の擦り合う動作が殆どない場合、セルフクリーニング効果が得られないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電池と端子との間の接触抵抗を低い値で安定させ、電池や電池を使用するカメラ等の機器の個体差による電池寿命のバラツキを改善することができる電池接続用端子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、電池の電極に接続される電池接続用端子であって、電池収納室の奥行き端に配設された第１の電池接続用端子と、前記電池収納室を開閉する電池蓋の内側に配設された第２の電池接続用端子において、前記第１及び第２の電池接続用端子と電池との接触部同士の擦り合わせによるセルフクリーニング効果を高めるべく、当該第１及び第２の電池接続用端子の接触部を粗く形成し、前記第１の電池接続用端子の接触部の表面粗さは、前記第２の電池接続用端子の接触部の表面粗さよりも大きいことを特徴としている。
【００１０】
即ち、端子の接触部を粗く形成することにより、電池の電極との摩擦力を増大させてセルフクリーニング効果を高め、電池と端子との間の接触抵抗を低い値で安定させるようにしている。
【００１１】
請求項２に示すように、前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部の中心線平均粗さを0.13μｍ以上にしたことを特徴としている。即ち、接触部の中心線平均粗さを0.13μｍ以上にすることで、接触抵抗の低減を図ることができる。
【００１２】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部の硬度は、請求項３に示すように前記電池の電極の表面の硬度以上であることを特徴としている。これにより、端子と電池との接触部同士の擦り合わせによるセルフクリーニング効果を高めるとともに、端子の接触部が磨耗しないようにしている。
【００１３】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部は、請求項４に示すようにメッキ処理された後にメッキ層を粗くする処理が施されていることを特徴としている。この処理としては、先端が鋭利なパンチで叩いたり、ブラスト処理したり、エッチング処理することが考えられる。
【００１４】
前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部は、請求項５に示すように第１及び第２の電池接続用端子の素材をブラスト処理して粗く形成し、その後、メッキ処理して形成されることを特徴としている。また、前記第１及び第２の電池接続用端子の接触部は、請求項６に示すように第１及び第２の電池接続用端子の素材の表面を粗く形成すべくエッチング処理し、その後、メッキ処理して形成されることを特徴としている。
【００１５】
前記メッキ処理は、請求項７に示すようにニッケルメッキ処理か、又は請求項８に示すようにニッケルメッキ処理した後、更にニッケルボロンメッキ処理することを特徴としている。このとき、請求項８に示すように前記ニッケルメッキ処理によるメッキ厚は、３μｍ±１μｍであり、ニッケルボロンメッキ処理によるメッキ厚は、1.5 μｍ±0.5 μｍであることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る電池接続用端子の好ましい実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る電池接続用端子を有する電池収納室の断面図である。
【００１８】
この電池収納室１０は、例えばデジタルカメラ内に設けられており、カメラ底部には、電池収納室１０の開口を開閉するための電池蓋１２が設けられている。電池収納室１０には、電池蓋１２を開閉することにより２本の単三乾電池１４が出し入れできるようになっている。
【００１９】
前記電池収納室１０の奥行き端には、電池接続用端子（以下、単に「端子」という）２０、２２が配設されている。尚、端子２０と２２とは、同じ端子構造を有している。
【００２０】
図２に示すように端子２０は、例えば、ステンレス鋼を素材にして加工されており、電池１４の正電極又は負電極と接触する突起部２０Ａが形成されるとともに、全体として弾性をもつように略Ｕ字型に形成されている。また、端子２０の表面はメッキ処理等が施されているが、この表面処理の詳細については後述する。
【００２１】
いま、図２に示すように電池１４を電池収納室１０に矢印Ａ方向から入れると、電池１４の正電極は、端子２０の突起部２０Ａに当接したのち、端子２０の弾性力に抗して突起部２０Ａを押し下げる。図２上で、突起部２０Ａが実線で示す位置から二点鎖線で示す位置まで移動すると、電池１４の正電極と突起部２０Ａとは、微小距離δだけ接触部同士が擦り合わされる。
【００２２】
図１に戻って、電池蓋１２の内側には、端子２４が配設されている。端子２４は、例えば、ステンレス鋼を素材にして加工されており、２つの電池１４の負電極及び正電極とそれぞれ接触する２つの突起部２４Ａ、２４Ｂが形成されている。この端子２４の表面は、前記端子２０、２２と同様にメッキ処理等が施されているが、この表面処理の詳細については後述する。
【００２３】
この電池蓋１２の一端には、カメラ本体側の支軸１６が挿通される長孔１２Ａが形成されており、他端には、電池収納室１０に形成された凹部１０Ａと係合するフック１２Ｂが形成されている。
【００２４】
上記構成の電池蓋１２を閉じる場合には、電池蓋１２をカメラ底面と同一面まで回動させ、その後、図１上で右方向に向かってスライドさせることにより、電池蓋１２のフック１２Ａを電池収納室１０側の凹部１０Ａに係合させる。また、この電池蓋１２のスライド動作により、端子２４の２つの突起部２４Ａ、２４Ｂがそれぞれ電池１４の負電極及び正電極に接触した状態で、接触部同士が擦り合わされる。
【００２５】
次に、上記端子２０、２２、２４の構造及び製造方法について説明する。
【００２６】
図３（Ａ）に示すように端子板となる素材（例えば、ステンレス鋼、リン青銅など）３０を金型で加工し、電池の電極と接触する接触部としての突起部３０Ａ等を形成する。
【００２７】
続いて、上記素材３０をメッキ処理し、メッキ層３２を形成する（図３（Ｂ））。尚、メッキ処理としては、ニッケルメッキ処理やニッケルボロンメッキ処理が行われる。また、メッキ処理前には、素材３０の脱脂等の目的で素材３０のエッチングが行なわれる。
【００２８】
メッキ処理後、先端が鋭利なパンチ３４で突起部３０Ａを叩く（図３（Ｃ））。これにより、突起部３０Ａの接触面を粗くする。尚、突起部３０Ａをパンチ３４で叩くことにより、接触面のメッキ層３２にクラックが入り、表面が粗くなる。メッキ処理後の加工によって突起部３０Ａの表面を粗くする方法としては、上記の他に、ブラスト処理（砂吹きつけ）やエッチング処理が考えられる。
【００２９】
上記のようにして電池の電極と接触する端子の突起部３０Ａの表面を粗くして摩擦力を増大させることにより、端子と電池との接触部同士の擦り合わせによるセルフクリーニング効果を上げること（手油や酸化皮膜等の除去）ができる。これにより、電池と端子との接触抵抗を低い値で安定させることができ、電池を最後まで使い切ることができる。
【００３０】
次に、端子の突起部の表面を粗くする他の方法について説明する。
【００３１】
図４（Ａ）に示すように端子板となる素材４０を長時間、エッチングする。尚、素材４０としてスレンレス鋼を使用し、エッチング溶剤としてフッ素と硝酸の混合液を使用する場合、メッキ前処理のエッチング時間は、通常１〜２分であるが、表面を粗面化するために、通常時より長くエッチングする。
【００３２】
その後、ニッケルメッキ処理により表面にニッケル層（Ｎｉ層）４２を形成し、続いてニッケルボロンメッキ処理によりＮｉ層４２上にニッケルボロン層（ＮｉＢ層）４４を形成する。
【００３３】
上記Ｎｉ層４２のメッキ厚は３μｍ±１μｍであり、ＮｉＢ層４４のメッキ厚は1.5 μｍ±0.5 μｍである。
【００３４】
一方、図４（Ｂ）は、エッチング時間の短い素材４０’の表面にＮｉ層４２及びＮｉＢ層４４が形成された端子を示している。この端子の表面粗さは、エッチング時間を通常よりも長くした図４（Ａ）の端子の表面粗さよりも小さい。
【００３５】
上記のようにして突起部の表面を粗くした端子を使用したデジタルカメラに新しいアルカリ乾電池を入れて撮影できる枚数をテストし、そのときの端子の表面粗さを実測すると、撮影枚数が安定して多い結果（良い結果）が得られた端子の中心線平均粗さ（Ｒａ）は、Ｒａ≧0.13μｍであり、悪い結果が得られた端子の中心線平均粗さ（Ｒａ）は、Ｒａ≦0.１μｍであった。従って、Ｒａ≧0.13μｍとなるように素材のエッチング時間やメッキ厚を決定することが好ましい。
【００３６】
尚、エッチング時間を長くする代わりに、素材にブラスト処理を施して素材の表面を粗くし、その後、メッキ処理するようにしてもよい。
【００３７】
ところで、電池の電極は、正負電極ともに鉄にニッケルメッキが施されている。一方、上記のように電池接続用の端子の接触部の表面にはニッケルボロンメッキが施される。両者の表面硬度は、以下の通りである。
【００３８】
表面硬度  ニッケル      ：４００〜５００Ｈｖ
ニッケルボロン：７００〜８００Ｈｖ
ニッケルボロンの硬度はニッケルの硬度の２倍近くあり、セルフクリーニング効果が期待できる。尚、電池接続用の端子の表面硬度は、電池の電極の表面硬度以上であればよい。従って、電池接続用の端子にニッケルメッキのみを施してもよい。
【００３９】
また、図１で説明したように電池蓋１２のスライド動作により、端子２４の２つの突起部２４Ａ、２４Ｂがそれぞれ電池１４の負電極及び正電極に接触した状態で接触部同士が擦り合わされるが、この擦り合わされる距離は、図２に示した電池１４の電極と端子２０の突起部２０Ａとが擦り合わされる距離δよりも長い。セルフクリーニング効果は、接触部同士が擦り合わされる距離が長い程高いため、擦り合わされる距離に応じて端子の接触部の表面粗さを変更してもよい。
【００４０】
即ち、電池収納室１０の奥行き端に固定されている端子２０、２２の接触部の表面粗さを、電池蓋側の端子２４の接触部の表面粗さよりも大きくしてもよい。また、電池蓋のスライド移動等によって接触部同士の擦り合わ距離が十分に確保できる端子は通常のものを使用し、擦り合わ距離が十分に確保できない固定側の端子のみ、その接触面の表面粗さを粗くするようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように発明によれば、端子の接触部を粗く形成するようにしたため、電池の電極との摩擦力を増大させてセルフクリーニング効果を高めることができ、電池と端子との間の接触抵抗を低い値で安定させることができる。これにより、電池や電池を使用するカメラ等の機器の個体差による電池寿命のバラツキを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池接続用端子を有する電池収納室の断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】本発明に係る電池接続用端子の構造及び製造方法を説明するために用いた図
【図４】本発明に係る電池接続用端子の突起部の表面を粗くする他の方法を説明するために用いた図
【符号の説明】
１０…電池収納室、１２…電池蓋、１４…電池、２０、２２、２４…電池接続用端子、２０Ａ、２４Ａ、２４Ｂ、３０Ａ…突起部、３０、４０、４０’…素材、３２…メッキ層、４２…ニッケル層（Ｎｉ層）、４４…ニッケルボロン層（ＮｉＢ層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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