(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々溶接可能な表面とめっきされた表面を備える正の接点部材および負の接点部材と、
前記接点部材にモールドされ前記接点部材を互いに固定する絶縁体と、
前記正の接点部材および前記負の接点部材と一体に形成されたキャリアにして、前記キャリアと前記接点部材の間に切込み線を含むキャリアとを有する、接点アセンブリ。
【請求項２】
バッテリパックへ溶接するために前記接点アセンブリを固定する固定手段を更に有する、請求の範囲第１項による接点アセンブリ。
【請求項３】
前記固定手段は前記絶縁体内に形成された固定溝を含み、前記固定溝は溶接のための固定ポストを受け取るように形作られた、請求の範囲第２項による接点アセンブリ。
【請求項４】
前記めっきされた表面は装置の接点幅を決定し、前記絶縁体は前記装置の接点幅を実質的に横断して配置されている、請求の範囲第１項による接点アセンブリ。
【請求項５】
装置側とバッテリ側を含んでなり、前記めっきされた表面は前記装置側に配置され、前記絶縁体は前記バッテリ側にモールドされる請求の範囲第１項による接点アセンブリ。
【請求項６】
前記正の接点部材と前記負の接点部材は、それぞれ前記溶接可能な表面と前記めっきされた表面の間に、その中間部に段差を各々含む、請求の範囲第１項による接点アセンブリ。
【請求項７】
前記絶縁体は、前記段差のある領域の間で、前記めっきされた表面に実質的に隣接して配置されている、請求の範囲第６項による接点アセンブリ。
【請求項８】
前記段差は接点アセンブリの厚さを決定する、請求の範囲第６項による接点アセンブリ。
【請求項９】
前記絶縁体は前記厚さの範囲内に収容される、請求の範囲第８項による接点アセンブリ。
【請求項１０】
前記正の接点部材の内側の一端は、前記負の接点部材の内側の一端から最大０．５ｍｍ間隔を取っている、請求の範囲第１項による接点アセンブリ。
【請求項１１】
前記正の接点部材と前記負の接点部材はニッケルから成り、前記めっきされた表面は金でめっきされている、請求の範囲第１項による接点アセンブリ。
【請求項１２】
複数の接点部材および前記接点部材にモールドされた絶縁体を含む接点アセンブリの製造方法であって、
接点部材と一体に形成されているキャリアを打抜きすることを含む、溶接可能な材料のシートから前記接点部材を打抜きするステップと、
前記キャリアと前記接点部材の間に切込み線を形成することと、
前記接点部材の周りに前記絶縁体をモールドすることを有する、前記方法。
【請求項１３】
モールドするステップの前に、接点部材をめっきするステップを更に有する、請求の範囲第１２項による方法。
【請求項１４】
絶縁体に埋め込まれた第１接点部材と、
前記絶縁体に埋めこまれて前記第１接点部材から間隔を取って配置された第２接点部材とを有し、
前記第１および第２接点部材は、各々露出した溶接可能な表面とめっきされた表面を備え、
前記第１接点部材および前記第２接点部材と一体に形成されるキャリアを更に有し、前記キャリアと前記接点部材の間に切込み線を含む、接点アセンブリ。
【請求項１５】
前記絶縁体は装置接点領域を決定し、前記めっきされた領域は前記装置接点領域の内側に配置され、前記露出した溶接可能な表面は前記装置接点領域の外側に配置された、請求の範囲第１４項による接点アセンブリ。
【請求項１６】
前記第１接点部材は前記第２接点部材から最大０．５ｍｍ間隔を取った、請求の範囲第１４項による接点アセンブリ。
【請求項１７】
前記第１接点部材と前記第２接点部材は、各々その中間部で、前記露出した溶接可能な表面と前記めっきされた表面の間に、それぞれ段差のある領域を含む、請求の範囲第１４項による接点アセンブリ。
【請求項１８】
前記第１接点部材と前記第２接点部材はニッケルで形成され、また前記めっきされた表面は金でめっきされた、請求の範囲第１４項による接点アセンブリ。
【請求項１９】
バッテリパックを溶接するための接点アセンブリを固定する固定手段を更に有する、請求の範囲第１４項による接点アセンブリ。
【請求項２０】
前記固定手段は前記絶縁体内に形成された固定溝を含み、前記固定溝は溶接のための固定ポストを受け取るように形作られた、請求の範囲第１９項による接点アセンブリ。
【請求項２１】
電子装置のためのバッテリパックであって、
前記電子装置の対応する正および負のリードに接触するための正の接点端子と負の接点端子を含む少なくとも一つのセルと、
一つの絶縁体内に埋め込まれた複数の接点部材、および該複数の接点部材と一体に形成され、前記キャリアと前記接点部材の間に切込み線を含むキャリアを含む接点アセンブリであって、前記接点部材の一つは前記正の接点端子に固定されて前記正のリードの接触する表面を含み、前記接点部材のもう一つは前記負の接点端子に固定されて前記負のリードの接触する表面を含む、接点アセンブリと、からなる、バッテリパック。
【請求項２２】
前記複数の接点部材の一つと前記複数の接点部材のもう一つは、前記正および負の接点端子にそれぞれ溶接される、請求の範囲第２１項によるバッテリパック。
【請求項２３】
一つの電位の接点部材が少なくとも一つのセルの反対の電位の接触端子の上へ延在している、請求の範囲第２１項によるバッテリパック。
【請求項２４】
前記複数の接点部材の一つが前記負の接触端子の上へ延在している、請求の範囲第２１項によるバッテリパック。
【請求項２５】
前記接点アセンブリは平面でない、請求の範囲第２１項によるバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は、一般的にバッテリパックと電子装置の間の電気的接続に関し、特に、電子装置への接続のために選択的にめっきされた表面を含む挿入モールドバッテリ接点アセンブリに関する。
セルラ電話または類似のもののような電子装置のためにバッテリ接点アセンブリを設計するときに、最小スペースと最小コストで接点を供給すると同時に、容易に大量生産できて、もちろん機能性のための機械的および電気的な要件を満たすことが、一つの目標である。
バッテリ装置の接続は、典型的に剛体接点要素とばね接点要素を有する。ばね要素は通常一層高価で場所を取る部品なので、バッテリサイズの最小化において、接続のこの片方は、しばしば装置内に置かれる。その上、装置自体の数よりもかなり多くの数のバッテリが製造され購入されるので、より高価なばね要素を装置内に置くことは、それをバッテリのパックの中に含めるのに対して、かなりにコスト効率が良くなる。典型的に、接点交合面を金めっきする要求もある。接続およびめっきは、コイルばねと板ばねの要素、平らで剛体の接点部材、セルの端部への直接接触を含む種々の方法で達成される。
先行する接点の解決法は、上記の短所を克服する最適設計を提供しなかった。特にバッテリのサイズのためにばね接点をバッテリ内に入れることができなかった。その上、他の解決法は、セルの正の接点と負の接点、またはその反対の間の絶縁、または正および負の接点自体の絶縁を欠いていて、回路短絡の危険があった。接点とセルの間に絶縁が供給される場合にアプリケーションが存在したが、しかしこのれらのアプリケーションは追加のアセンブリ構成要素、ステップ、複雑性、コストを伴う。
発明の要約
したがって、この発明の一つの目的は、先行の設計に関連する欠点を克服するモールドバッテリ接点アセンブリと方法を供給することである。もう一つの目的は、バッテリパックのサイズとコストを極小化するのをたすけると共に、能率的に製造される設計を可能にするバッテリ接点アセンブリを提供することである。
この発明によれば、バッテリ接点アセンブリが、プラスチックの薄い層の中に、挿入モールド打抜きされた接点により形成される。このプラスチックは接点のサイズをいくらか厚くするが、接点とセルの間に別の絶縁層を挿入することを含む加工ステップを、それは追加しない。その上、挿入モールドは、位置決めの許容誤差を削減して、異なる電位の接点を互いに一層近接して配置できる。この発明による設計は、バッテリ接点自体を極小化するのを助けるだけでなく、トランシーバ側に一層小さな交合接点の設計を可能にすることにより、バッテリ−装置接点インターフェイス全体を極小化できる。
リチウムセルのために設計された電子装置において、第３またはそれ以上の追加の接点がバッテリパックに追加される。典型的に、それは同一の設計のもう一つの接点の追加を含むが、新しい接点設計のシール（ｔｏｏｌｉｎｇ）をさらに追加して必要とすることはない。リチウムセルのために設計された装置にＮｉＣｄバッテリパックが仕様できるように、この発明は容易に構成されている。元来の２つの接点の間に第３の接点を追加するために、接点の間隔は、最大０．５ｍｍに保持される。別々の接点によっては、０．５ｍｍ間隔を可能にできるようなきつい許容誤差で接点を配置することは、困難であり、またしばしば不可能である。これをする唯一の安全な方法は、組立てまたは通常の使用の間に調整不良になり得ないように、接点の間の絶縁体を有することである。この発明による絶縁体は、最終的な接点アセンブリの一部分であるから、独立の接点の配置と取り付けに関連する通常の組立て許容誤差は除去されて、回路保護の短縮により信頼性が増し他全体としてより小型のパッケージが可能になる。
このプラスチック構造はまた、回路短絡の危険なしに、負のセル上に正の接点を、非常に近く近接して配置することを可能にする。過去においては、取り巻くように設計された接点の幾何図形的配置の問題の一つは、一つの電位の接点を、絶縁体片を追加すること無しに、他の電位のセルの上に配置できないことであり、この絶縁体は、接点の取り付け中に、非常に注意深く配置し保持しなければならなかった。この加工は困難で高価である。この発明の構造による絶縁体は、接点アセンブリの不可欠の部分であることにより、複雑さと、配置の許容誤差と、通常のバッテリパックアセンブリの配慮を取り去る。
このプラスチックはまた、接点の支持を提供するが、いくつかの理由で、これは有利である。第１に、それはバッテリ装置接続の固定側のために、堅固な裏材を提供する。これにより比較的に柔らかい金属の接点材料が使用可能になり、これらはしばしばより安価で、より薄く、セルへの接続が一層容易である。このプラスチックはまた、出荷中およびアセンブリ工程中に金属接点を保護し、損傷してスクラップにしなければならない接点が少なくなるので、歩留まりを増す可能性がある。このプラスチックはまた、バッテリセルの形を一致させるなどの付加的な配置機能を備えてていて、これにより組立作業の複雑さと許容誤差を取り除き、自動化された組立に適応する。
一つの例示的な実施例において、この発明の目的は、複数の接点部材を含む複数の接点アセンブリ、および接点部材を互いに他に対して固定する接点部材にモールドされた絶縁体を供給することにより、達成される。このアセンブリは装置側とバッテリ側を含み、選択的にめっきされた表面が装置側に配置され、絶縁体はバッテリ側にモールドされる。この点については、選択的にめっきされた表面が装置の接点の幅を決定して、実質的に装置の接点幅を横断して絶縁体が配置されている。
複数の接点部材は、正の接点部材と負の接点部材を含み得て、各々溶接可能な表面と選択的にめっきされた表面を有する。接点部材は各々、好ましくはそれぞれ溶接可能な表面と選択的にめっきされた表面の間に、その中間部分で段差のある領域を有する。絶縁体は、段差のある領域の間の選択的にめっきされた表面に実質的に隣接して配置される。正の接点部材の内側端は、負の接点部材の内側端から、最大で０．５ｍｍ間隔を取ってある。正の接点部材と負の接点部材は、好ましくはニッケルで形成され、選択的にめっきされた領域は好ましくは金でめっきされる。
正および負の接点部材と共に要素を成して形成されたキャリヤが供給され得る。この点については、このキャリヤは、キャリヤと接点部材の間の切込み線（ｓｃｏｒｅ  ｌｉｎｅ）を含む。バッテリパックへ接点アセンブリを固定するために、代わりの固定手段を供給し得る。たとえば、この固定手段は、溶接用の固定ポストを受け取るように形成された固定用の溝を含み得る。
この発明の他の実施例において、この発明により接点アセンブリを製造する方法が供給される。この方法は、溶接可能な材料のシートから接点部材を打抜きするステップと、接点部材の周りに絶縁体をモールドするステップを含む。この方法は更に、このモールドするステップに先立って、接点部材をめっきすることを含み得る。
この発明による更に他の例示的な面によれば、絶縁体に埋め込まれた第１接点、および絶縁体に埋め込まれ第１接点から間隔を取って配置された第２接点を含む接点アセンブリが供給される。第１および第２の接点は、各々露出した溶接可能な表面と、選択的にめっきされた表面を有する。絶縁体は装置の接点領域を定義し、選択的にめっきされた表面は装置の接点領域の内側に配置され、また露出した溶接可能な面は、装置の接点領域の外側に配置される。
この発明の更になお他の例示的な面によれば、電子装置の対応する正と負のリードに接触するための正接触端子と負接触端子を有する少なくとも一つのセルを含む電子装置のためのバッテリパックが提供される。このバッテリパックはまた、絶縁体が複数の接点部材を互いの他に対して固定するように、絶縁体に埋め込まれた複数の接点部材を含む一つの接点アセンブリを含む。好ましくは接点部材の一つは溶接により正接触端子へ固定されて、正のリードに接触する表面を含む。好ましくは接点部材のもう一つは溶接により負接触端子へ固定されて、負のリードに接触する表面を含む。一つの電位の接点部材が、少なくとも一つのセルの反対の電位の接触端子の上に延伸し得る。
【図面の簡単な説明】
この発明のこれらおよび他の利点を、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。すなわち、
図１は、そこに結合されたこの発明によるモールドバッテリ接点アセンブリを含むバッテリパックの上面図である。
図２は、この発明によるバッテリ接点アセンブリの上面図である。
図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
図４は、図２に示したバッテリ接点アセンブリの底面図である。
図５は、この発明による代わりのバッテリ接点アセンブリの透視図である。
図６は、この発明による代わりのバッテリパックと接点アセンブリの透視図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図１は、この発明によるモールドバッテリ接点アセンブリ１２を組み込んだバッテリパック１０を示す。典型的に、バッテリパック１０は一つのセルの正の端子が隣接するセルの負の端子に隣接するように配置された、複数のセル１４を含む。セル１４は直列に接続され、最後の二つのセル１６、同１８は、正の端子と負の端子を含む露出された端子を有し、これらは、このバッテリパックにより給電される電子装置（図示なし）のリードに接触する。バッテリパックと電子装置の間の良好な接続を確保して、幾何図形的配置の制約に適合するために、この発明による接点アセンブリ１２は、バッテリパック１０の露出端子１６、同１８へ溶接される。
図２を参照すると、この発明によるコンタクトアセンブリ１２は、溶接可能な表面２２と選択的にめっきされた表面２４を有する正の接点部材２０と、やはり溶接可能な表面２８と選択的にめっきされた表面３０を有する負の接点部材２６を含む。プラスチックのような絶縁材３２が正の接点部材２０と負の接点部材２６にモールドされて、接点部材２０、同２６が絶縁体３２内に埋め込まれるように、複数の接点部材を互いに他に対して固定する。接点部材２０、同２６は、好ましくはニッケルで形成され、選択的にめっきされた表面２４、同３０は、電子装置のリードのために良好な導電性表面を提供するために、好ましくは金でめっきされている。
図３に示すように、複数の接点部材の各々は、その中間部に段差３４を含み、段差３４は、溶接可能な表面２２、同２８と、選択的にめっきされた表面２４、同３０の間に、それぞれ配置されている。段差３４はチャネル３６を限定し、チャネル３６は絶縁体３２を受ける領域を限定する。
図２を参照すると、接点部材２０、同２６は、絶縁体３２により、回路短絡の危険を防止するのに十分な所定量だけ互いに間隔を取って保持されている。一つの好ましい配置において、この所定量は最大０．５ｍｍである。
バッテリ接点アセンブリ１２の製造において、複数の接点部材は、好ましくは平らなニッケル材料片から打抜きされる。選択的にめっきされた表面２４、同３０は、接点部材が打抜きされる以前または以後に、いずれかの既知の方法により、好ましくは金でめっきされる。それからこれらの部材は、通常のモールディング設備の中に装着されて、接点部材の下側に対して、固定ピン（ｓｅｃｕｒｉｎｇ  ｐｉｎ）を押圧し、選択的にめっきされた表面２４、同３０がモールド加工後にも露出されたまま残ることを確実にする。つまり固定ピン（ｓｅｃｕｒｉｎｇ  ｐｉｎ）が接点部材をモールドキャビティの壁に対して押圧し、モールドが選択的にめっきされた表面を被うことを防止して、選択的にめっきされた表面が露出したままにする。図４に示すように、これらの固定ピン（ｓｅｃｕｒｉｎｇ  ｐｉｎ）はモールディング加工の完了後に絶縁体３２内に丸い穴３８を残す。モールドされた絶縁体は、こうして装置の接点領域の内側に配置された選択的にめっきされた表面、および装置の接点領域の外側に配置された溶接可能な表面により、装置の接点領域を決定する。
この結果として生じるバッテリ接点アセンブリは、所定量の間隔を取って配置され、また接点アセンブリ１２のバッテリ側にモールドされた絶縁体と共に接点アセンブリ１２の装置側に露出された、選択的にめっきされた表面２４、同３０を有する、正および負の接点部材を含む。この選択的にめっきされた表面２４、同３０は、装置の接点幅を決定し、またこの絶縁体は実質的に装置の接点幅を横切って配置される。図３に示すように、絶縁体３２の一部分は、接点アセンブリ１２の装置側の段差３４に近辺に形成され得る。もちろん、接点部材と絶縁体の代わりの構成が適当であり得るし、それは、回路短絡の危険を防止するために充分な距離だけ接点部材を分離する限りの、また、正の接点と負のセル、またはその逆の間の接触を防止するのに充分な絶縁が存在する限りの、多少の絶縁物質および／または接点部材の他の構成を含む。このように、この発明は図示され説明された配列に限定されることを意図しない。
次に、モールドされた接点アセンブリは、バッテリパックの複数の接触端子に隣接して配置される。接点部材２０、同２６の溶接可能な表面２２、同２８は、好ましくは溶接により、これら接触端子に取り付けられる。ニッケル材料の属性のおかげで、導電性に優れて安全な溶接が得られる。バッテリパックと電子装置の間の優れた導電性もまた、選択的にめっきされた表面２４、同３０のおかげで得られる。
接点アセンブリ１２をバッテリパック１０へ溶接中に、接点アセンブリ１２を、正と負の接触端子に隣接して正しく配置しなければならない。図２に、仮想線で示した配列において、接点部材２０、同２６はキャリア４０と共に一体にして打抜きされている。接点アセンブリ１２は、キャリア４０を固定することにより、バッテリパック１０上の位置に保持される。類似の観点から、モールディング加工中に接点部材を固定するために、キャリア４０を使用できる。溶接完了後に、切込み線（ｓｃｏｒｅ  ｌｉｎｅ）４２に沿って、キャリア４０を弱めて、アセンブリから除去できる。
図５を参照すれば、代わりの実施例において、接点アセンブリ１２を、たとえば絶縁体３２の中に形成した固定溝４４を付けて構成できる。固定溝４４は、溶接ステーションで固定ポストと噛み合い可能である。もちろん当業者は、バッテリパックへ溶接するために接点アセンブリを固定する手段として、他の固定手段を考えるであろう。そうした例には、セルの幾何図形的配置の周りに確実にフィットさせるためにモールドされたプラスチックをつかむ自動組み立てロボットのための機能、または類似のものが含まれる。
たとえばセルラ電話のようにリチウム電池を組み込んだ電子装置は、装置上の対応するリードについて、正の接点、負の接点、補助接点を含む三つの接点を必要とし得る。図６に示すように、この発明による概念により、第３の接点を容易に組み込み得る。図６の接点アセンブリは、角柱型のセルを収容するために、非平面的である。当業者は、この発明の精神のうちに入る複数の接点を有する他の接点の幾何図形的配列を考えるであろう。
この発明によるバッテリ接点アセンブリは、電子装置のためにバッテリパックの信頼性のある接点を提供する。この接点アセンブリは、大量生産を可能にする製造コストと共に、バッテリパックのサイズを極小化する。
現在最も実用的で好ましいと思われる実施例に関連して、この発明を説明してきたが、開示された実施例にこの発明を限定すべきでないことを理解すべきであり、反対に、付随する請求の範囲の精神と範囲に入る種々の修正と均等な配列を全て含むことを意図している。
【図１】
0004390857.tif 000002
【図２】
0004390857.tif 000003
【図３】
0004390857.tif 000004
【図４】
0004390857.tif 000005
【図５】
0004390857.tif 000006
【図６】
0004390857.tif 000007