JP2005216512A - 電池、電池ホルダ及び電池の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 電池を電装品に取り付けたとき、電池取付箇所の防水性を確保することができる電池、電池ホルダ及び電池の取付構造を提供する。
【解決手段】 電池１は電流を流す部分である電極部４を備え、電極部４はその側面が正極端子５、底面が負極端子６となっている。電極部４の側面、即ち正極端子５の部位には、電装品２に螺着可能な雄ネジ７が形成されている。上部ケース９には、電池１の取付先となる収容穴１１が形成されている。収容穴１１は外方（図１及び図２では上方）に開口し、電池１の形状に合わせて階段状に形成されている。収容穴１１の内周面には、電池１の雄ネジ７が螺着可能な形状で雌ネジ１２が形成されている。電池１を電装品２に取り付けるには、電池１の雄ネジ７を電装品２の雌ネジ１２に螺着することで行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電装品に取り付けてその電装品に電力を供給する電池、電池ホルダ及び電池の取付構造に関する。

従来、電装品への電池の取付構造としては、図７（ａ）に示すように下部ケース５１に組み付けられた基板５２に対し電池５３を予め取り付け、その状態で上部ケース５４を下部ケース５１にスナップフィットを用いて一体に組み付ける構造がある。この上部ケース５４と下部ケース５１との間には、その周縁部位にケース内外の防水性確保を目的としてパッキン５５が介装されている。また、図７（ｂ）に示すように予め上部ケース５４と下部ケース５１とを溶着等により一体化しておき、上部ケース５４に電池５３を取り付け、そこにパッキン５５を介して蓋５６を複数のネジ５７により組み付ける構造もある。

ところで、図７（ａ）に示す電池５３の取付構造では、電池交換を繰り返すと、それに伴ってケース変形が生じ、パッキン５５による防水性が低下する問題があった。電池５３の電極及び基板５２は水に弱く、装置の信頼性を確保するためには電池取付箇所での充分な防水性を確保する必要がある。一方、図７（ｂ）に示す電池５３の取付構造では、こちらも電池交換を繰り返すと、それに伴って蓋５６が変形し、ネジ５７をきつく螺着してもパッキン圧縮が不十分となり、防水性低下を招く問題があった。また、図７（ｂ）に示す電池の取付構造では、ネジ５７が必要になることから部品点数を低減したい要望もあった。

本発明の目的は、電池を電装品に取り付けたとき、電池取付箇所の防水性を確保することができる電池、電池ホルダ及び電池の取付構造を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、電装品に取り付けて該電装品に電力を供給可能な電池において、前記電装品への取付部位には、前記電装品に対し螺着可能なネジ部が形成されていることを要旨とする。

この発明によれば、電池自体にネジ部を設け、螺着によって電池を電装品に取り付ける構成である。このため、電装品に取り付けた電池を交換するときには、分割式のケースを取り外したり、電池収容箇所の蓋を止めるネジを外したりするような応力が加わる取り扱いをせずに済む。従って、電池交換の際にケース変形（蓋変形）が生じ難くなることから、ケース変形（蓋変形）が原因で生じる防水性の低下が発生し難くなり、電池交換を繰り返しても電池取付箇所の充分な防水性が確保される。

また、電装品に取り付けた電池を上から蓋で閉じる構成の場合、その蓋は複数のネジで電装品に固定することになる。この場合、ネジの締め付け具合によっては、部分的な締め付け不足が生じて、防水性が不十分となる可能性も否定できない。しかし、本例のように電池の電装品への取り付けをネジ部の螺着による構成を用いれば、電池から電装品には締付力が均一に働き、部分的な締め付け不足が生じ難くなることから、このことも防水性向上に寄与する。

請求項２に記載の発明では、電装品に電力を供給する電池を収容可能であり、前記電装品へのホルダ取付時に内方へ開口する収容部と、前記電装品への取付部位に形成され、前記電装品に対し螺着可能なネジ部とを備えたことを要旨とする。

この発明によれば、ネジ部を有する電池ホルダに電池を取り付け、その電池ホルダを電装品に螺着することで電池を電装品に取り付ける構成である。このため、電装品に取り付けた電池を交換するときには、分割式のケースを取り外したり、電池収容箇所の蓋を止めるネジを外したりするような応力が加わる取り扱いをせずに済む。従って、電池交換の際にケース変形（蓋変形）が生じ難くなることから、ケース変形（蓋変形）が原因で生じる防水性の低下が発生し難くなり、電池交換を繰り返しても電池取付箇所の充分な防水性が確保される。

また、電装品に取り付けた電池を上から蓋で閉じる構成の場合、その蓋は複数のネジで電装品に固定することになる。この場合、ネジの締め付け具合によっては、部分的な締め付け不足が生じて、防水性が不十分となる可能性も否定できない。しかし、本例のようにネジ部を有する電池ホルダに電池を取り付け、その電池ホルダを電装品に螺着する構成を用いれば、電池から電装品には締付力が均一に働き、部分的な締め付け不足が生じ難くなることから、このことも防水性向上に寄与する。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記電装品へ取り付けたときに、前記電装品のケースとの間で挟み込まれることによって防水性を確保する防水部材を備えたことを要旨とする。

この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、電池（電池ホルダ）を電装品に取り付けたときには、電池（電池ホルダ）と電装品のケースとの間に防水部材が介装された状態となるので、ケース内外の防水効果が一層高まり、防水性がより一層向上する。

請求項４に記載の発明では、電力を供給可能な電池を電装品に取り付けるときに用いる電池の取付構造において、前記電池の前記電装品への取付部位にネジ部を形成し、前記電池の電流を前記電装品に供給可能な状態で前記ネジ部を前記電装品に螺着して、前記電池を前記電装品に取り付けることを要旨とする。この発明によれば、請求項１と同様の作用が得られる。

請求項５に記載の発明では、電力を供給可能な電池を電装品に取り付けるときに用いる電池の取付構造において、前記電装品へのホルダ取付時に内方へ開口する収容部を備えた電池ホルダを用い、前記電池の電流を前記電装品に供給可能な状態で前記電池を前記収容部に収容して前記電池を前記電池ホルダに取り付け、前記電池ホルダの前記電装品への取付部位にネジ部を形成し、前記ネジ部を前記電装品に螺着することによって前記電池ホルダを前記電装品に組み付けることを要旨とする。この発明によれば、請求項２と同様の作用が得られる。

本発明によれば、電池を電装品に取り付けたとき、電池取付箇所の防水性を確保することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電池、電池ホルダ及び電池の取付構造の第１実施形態を図１及び図２に従って説明する。

図１は電池１を電装品２に取り付ける前の状態を示す部分断面図であり、図２は電池１を電装品２に取り付けた状態を示す部分断面図である。図１及び図２に示すように、電池１は横断面（図１及び図２の紙面左右方向断面）が円形状で、縦断面（図１及び図２の紙面上下方向断面）が凸形状をなしており、大径部分のつまみ部３と、小径部分の電極部４とを備えている。つまみ部３は電池１を電装品２に取り付けるときに指でつまむ部位として用いられる。

電池１は内部に電解液を有するとともに、電極部４が電気を流す部位として機能する。電極部４は外壁が例えば鉄やアルミ等の金属からなり、その側面と底面とが各々異なる電極を形成している。本例では、電極部４の側面全域が正極端子５、底面全域が負極端子６となっている。電極部４の側面、即ち正極端子５の部位には、電装品２に螺着可能な雄ネジ７が形成されている。雄ネジ７はネジ溝が横方向（図１及び図２の紙面左右方向）に延びており、電極部４の側面ほぼ全域に形成されている。なお、電極部４が取付部位を構成し、雄ネジ７がネジ部に相当する。

一方、電装品２は例えば車両のスマートキー（携帯機）等からなり、各種部品を収容するケース８を備えている。このケース８は上部ケース９と下部ケース１０とを周縁で溶着することによって組み立てられている。上部ケース９には、電池１の取付先となる収容穴１１が形成されている。収容穴１１は外方（図１及び図２では上方）に開口し、電池１の形状に合わせて階段状に形成されている。収容穴１１の内周面には、電池１の雄ネジ７が螺着可能な形状で雌ネジ１２が形成されている。

雌ネジ１２の一部分には、電池１の正極端子５の接続先となる電装品２側の正極端子１３が形成されている。収容穴１１の底面には、電池１の負極端子６の接続先となる電装品２側の負極端子１４が形成されている。電装品２の正極端子１３及び負極端子１４は金属製であり、正極端子１３は上部ケース９の製造時にインサート成形により一体形成される。ケース８の内部には、ＩＣチップ、抵抗及びコンデンサ等が実装された基板１５が収容されている。電装品２の正極端子１３及び負極端子１４は、基板１５に電気的に接続されている。

電池１を電装品２に取り付けたとき、電池１のつまみ部３の下面と上部ケース９との間には、ケース内部の密封性を確保するパッキン１６が介装されている。パッキン１６は電池１の電極部４を囲むように配置され、上部ケース９の壁面に形成された溝部１７に嵌合されている。電池１を電装品２に螺着した状態では、パッキン１６が若干変形した状態となり、ケース外部の水滴等が電池１及び電装品２の端子５，６，１３，１４に至らないように、パッキン１６によってケース内外の防水性が確保される。なお、パッキン１６が防水部材に相当する。

さて、電池１の電装品２への取り付けは、電池１とケース８との間にパッキン１６を介装した状態で、電池１の雄ネジ７を電装品２の雌ネジ１２に螺着することによって行う。本例では、電池１自体がネジとなっているので、電装品２への取付状態ではパッキン１６が電池１によって均一に圧縮されることになる。従って、パッキン１６に部分的な圧縮不足が生じず、電池取付箇所の防水性の高い状態となる。また、電池１の取り付けの際には、分割式のケースを外したり、電池１を上から覆う蓋を外したりするような作業が不要であり、電池１の電装品２への取り付けも簡単に行うことが可能である。

続いて、電池１の交換は、取付時のときと反対の方向に電池１を回すことで行う。ところで、電池交換時に分割式のケースを外したり、電池１を上から覆う蓋を外したりする取り扱いが必要な構成では、ケースや蓋に過度の力が加わって変形が生じる可能性がある。このため、電池交換後にケースや蓋を組み付けても、ケースや蓋の変形が原因でパッキン１６が充分に圧縮されず、防水性低下を招くおそれがある。しかし本例の構成を用いれば、電池１を回すだけで電池交換が行えるので、電池交換時にケース８に過度の力が働かず、ケース８に変形が生じ難いことから、電池交換に起因する防水性低下が発生し難い。

本実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）電池１自体に雄ネジ７を設け、電装品２の雌ネジ１２に電池１の雄ネジ７を螺着することで電池１を電装品２に取り付ける構成とした。従って、電池１の電装品２との取付状態ではパッキン１６が均一に圧縮され、しかも電池交換を行っても変形の生じ得るような力がケース８に加わらないことから、電池取付箇所の防水性を充分に確保することができる。

（２）パッキン１６は部分的な応力が加わると、それが原因で劣化し易くなる現状がある。しかし本例では、電池１の電装品２との取付状態のときにパッキン１６が均一に圧縮されるので、パッキン１６には部分的な応力が発生せず、パッキン１６に劣化が生じ難くなる。従って、電池交換を行っても、前に使用していた同じパッキン１６を続けて使用することができ、パッキン１６にかかるコストを低く抑えることができる。

（３）ネジ構造を用いて電池１を電装品２に取り付けたので、電池１は電装品２から簡単に外れない状態となる。従って、電池１を取り付けた電装品２が落下して、電装品２に過度の衝撃が加わっても、電池１が電装品２から外れることはほとんどない。

（４）電池１はパッキン１６を介して電装品２に取り付けられるので、ケース８の内部の密封性がより一層高い状態となり、電池取付箇所の防水性をより一層向上することができる。

（５）電池１の正極端子５に雄ネジ７が形成されているので、電池１の電極部４が正極端子５と雄ネジ７とを兼ねることになり、電池１のコンパクト化に寄与する。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図３及び図４に従って説明する。本例は、電池構造が第１実施形態と異なっており、他の基本的な構成については第１実施形態と同様である。従って、本例では第１実施形態と同一部分に関しては同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図３は電池ホルダ２１の断面図であり、図４は電池ホルダ２１を電装品２に取り付けた状態を示す部分断面図である。図３及び図４に示すように、電池ホルダ２１は電池（本例では、ボタン電池２２）を組み付けるためのもので、ボタン電池２２を組み付けた状態で電装品２に取付可能である。電池ホルダ２１は大径の円板部２３と、小径の円筒部２４とを備えている。円板部２３は例えば樹脂等を材質としており、電池ホルダ２１を電装品２に取り付けるときに指でつまむ部位として用いられる。なお、円筒部２４が収容部及び取付部位を構成する。

また、円筒部２４は円板部２３の内面に組み付けられており、例えばインサート成形により円板部２３と一体成形される。円筒部２４は例えば鉄やアルミ等の金属からなり、外周面に雄ネジ７が形成されている。この雄ネジ７はネジ溝が横方向（図３及び図４の紙面左右方向）に延びており、円筒部２４の外周面ほぼ全域に形成されている。円筒部２４の内周面には、互いに対向するように金属製の一対のバネ部２５が形成されている。円筒部２４は電装品２への取付時に内方へ開口した状態となり、ボタン電池２２が収容可能な内径サイズに設定されている。

円板部２３の下面には、電池ホルダ２１に組み付けたボタン電池２２を位置決めする台座２６が突出形成されている。ボタン電池２２は側面が正極端子２７、底面が負極端子２８となっている。電池ホルダ２１にボタン電池２２を組み付けたとき、台座２６により位置決めされたボタン電池２２は、その正極端子２７がバネ部２５に接触した状態（図４参照）となる。従って、ボタン電池２２を組み付けた電池ホルダ２１では、金属製の円筒部２４が電極として機能し、ボタン電池２２の電流をバネ部２５及び円筒部２４を介して外部（ここでは電装品２）に流すことが可能である。

さて、電池ホルダ２１を用いてボタン電池２２を電装品２に取り付ける場合には、まずボタン電池２２を電池ホルダ２１に組み付ける。このとき、ボタン電池２２は電池ホルダ２１内の台座２６に位置決めされるとともに、この位置決め状態ではボタン電池２２の正極端子２７がバネ部２５に接触した状態となる。このとき、バネ部２５はボタン電池２２が電池ホルダ２１から外れないように電池ホルダ２１を付勢する。続いて、電池ホルダ２１とケース８との間にパッキン１６を介装した状態で、電池ホルダ２１の雄ネジ７を電装品２の雌ネジ１２に螺合し、螺着状態となった時点で取り付けが完了する。

上記実施形態によれば、（１）〜（５）に記載の電池取付箇所の防水性確保、パッキン１６の劣化抑制、電池ホルダ２１の外れ難さ確保、電池ホルダ２１のコンパクト化等の効果に加え、以下に記載の効果を得ることができる。

（６）雄ネジ７を設けた電池ホルダ２１を介して行うので、ネジ構造を用いた電池取付構造を採用しても市販のボタン電池２２を使用することができ、汎用性が増すことになる。

（７）第１実施形態の電池１と本例の電池ホルダ２１とを同じサイズにすれば、電池１と電池ホルダ２１との間で同一の電装品２を共有することができる。
（８）円筒部２４は、ボタン電池２２を収容する収容部と、収容したボタン電池２２の電流を電装品２に伝達する電極部とを兼ねている。従って、円筒部２４の高さを充分に確保することができ、ボタン電池２２を電池ホルダ２１に外れ難い状態で取り付けることができる。

なお、前記各記実施形態は上記に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ 第１実施形態において、雄ネジ７は電極部４に形成されることに限定されない。例えば、図５（ａ）に示すようにつまみ部３の側面に雄ネジ７を形成し、電装品２にはその雄ネジ７と対応する位置に雌ネジ１２を形成する構成としてもよい。また、これと同じように第２実施形態において、図５（ｂ）に示すように電池ホルダ２１の円板部２３の側面に雄ネジ７を形成してもよい。

・ 第２実施形態において、電池ホルダ２１の収容部が電極部を兼ねることに限定されない。例えば、図５（ｃ）に示すようにボタン電池２２の各端子２７，２８が電装品２の各端子１３，１４に接続可能であれば、円板部２３に設けた収容部４１にボタン電池２２を収容する構成でもよい。

・ 第１実施形態において、電池１の雄ネジ７の螺着先となる雌ネジ１２は上部ケース９に形成されることに限定されない。例えば、図６に示すように上部ケース９とは別部品の取付部３１を基板１５上に形成し、取付部３１の内部に雌ネジ１２を形成して、そこに電池１の雄ネジ７を螺着する構成としてもよい。なお、これは第２実施形態についても同様である。

・ 第１実施形態において、電池１に雄ネジ７を設け、電装品２のケース８に雌ネジ１２を設けたが、これを逆の組み合わせとしてもよい。なお、これは第２実施形態についても同様である。

・ 第１実施形態において、電池１は必ずしもパッキン１６を介してケース８に取り付けられることに限らず、パッキン１６を用いずにそのままケースに取り付けてもよい。なお、これは第２実施形態についても同様である。

・ 第１及び第２実施形態において、電装品はスマートキー（携帯機）に限らず、電池で稼働する物品であれば、その種類は特に限定されない。
・ 第１及び第２実施形態において、防水部材はパッキン１６に限らず、例えばＯリング等の他の部材を採用してもよい。

・ 第１実施形態において、電池１は側面が正極端子５、底面が負極端子６に限らず、これを逆の組み合わせとしてもよい。同様に第２実施形態において、ボタン電池２２は側面が正極端子２７、底面が負極端子２８に限らず、これを逆の組み合わせとしてもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、上部ケース９と下部ケース１０とは溶着により組み立てられることに限らず、例えばスナップフィットにより組み立てられる構成としてもよい。

・ 第２実施形態において、電池ホルダ２１に組み付ける電池はボタン電池２２に限らず、例えば筒型電池等の他の種類の電池を用いてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（１）請求項１又は３において、前記ネジ部は、電池側の正極端子及び負極端子のうち一方を兼ねている。
（２）請求項２又は３において、前記収容部は、当該収容部に収容した前記電池の電流を電装品側に伝達可能な電極端子を兼ねている。

（３）前記技術的思想（２）において、前記ネジ部は前記電極端子に形成されている。
（４）請求項３及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記防水部材は、前記ネジ部を囲むように周状に形成されている。

第１実施形態における電池を電装品に取付ける前の状態を示す部分断面図。 電池を電装品に取り付けた状態を示す部分断面図。 第２実施形態における電池ホルダの断面図。 電池を電装品に取り付けた状態を示す部分断面図。 別例を示し、（ａ）は電池の側面図、（ｂ），（ｃ）は電池ホルダの側面図。 同じく別例における電池を電装品に取り付けた状態を示す部分断面図。 （ａ），（ｂ）は電池を取り付けた状態の電装品の部分断面図。

符号の説明

１…電池、２…電装品、４…取付部位を構成する電極部、７…ネジ部としての雄ネジ、８…ケース、１６…防水部材としてのパッキン、２１…電池ホルダ、２２…ボタン電池、２４…収容部及び取付部位を構成する円筒部、４１…収容部。

Claims (5)

1. 電装品に取り付けて該電装品に電力を供給可能な電池において、
   前記電装品への取付部位には、前記電装品に対し螺着可能なネジ部が形成されていることを特徴とする電池。
2. 電装品に電力を供給する電池を収容可能であり、前記電装品へのホルダ取付時に内方へ開口する収容部と、
   前記電装品への取付部位に形成され、前記電装品に対し螺着可能なネジ部と
   を備えたことを特徴とする電池ホルダ。
3. 前記電装品へ取り付けたときに、前記電装品のケースとの間で挟み込まれることによって防水性を確保する防水部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
4. 電力を供給可能な電池を電装品に取り付けるときに用いる電池の取付構造において、
   前記電池の前記電装品への取付部位にネジ部を形成し、前記電池の電流を前記電装品に供給可能な状態で前記ネジ部を前記電装品に螺着して、前記電池を前記電装品に取り付けることを特徴とする電池の取付構造。
5. 電力を供給可能な電池を電装品に取り付けるときに用いる電池の取付構造において、
   前記電装品へのホルダ取付時に内方へ開口する収容部を備えた電池ホルダを用い、前記電池の電流を前記電装品に供給可能な状態で前記電池を前記収容部に収容して前記電池を前記電池ホルダに取り付け、前記電池ホルダの前記電装品への取付部位にネジ部を形成し、前記ネジ部を前記電装品に螺着することによって前記電池ホルダを前記電装品に組み付けることを特徴とする電池の取付構造。

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