電路基板支承裝置、包括該電路基板支承裝置的電池單元的製作方法
2023-09-13 18:39:10 1
專利名稱：電路基板支承裝置、包括該電路基板支承裝置的電池單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過支承構件等對電路基板進行支承的電路基板支承裝置和包括該電路基板支承裝置的電池單元。
背景技術：
已知有如下所述的電池組等電池單元，其中，將鋰離子可充電電池或鎳氫可充電電池和安裝有上述電池的保護電路等的電路基板內置在筐體中成為一體。在這種電池單元中，電路基板一般以通過電池座或基板載臺等支承構件支承的狀態安裝在與電池相鄰的位置上(參照日本專利特開平10-12201號公報或日本專利特開2006-164601號公報)。此外，在上述現有的電池單元中，從更可靠地對電路基板進行支承的觀點來看，電路基板被比電路基板的外形大(包括電路基板的外形的大小)的單一的支承構件支承。在上述現有的電池單元中，從防止在電路基板上構成的電路短路等觀點來看，電路基板的支承構件一般使用將塑料等絕緣材料成型而形成的構件。但是，這種支承構件可能會在成型時殘留的應力等的作用下發生彎曲變形。因此，在電路基板被比電路基板的外形大的單一支承構件支承的現有的電池單元中，有時會因該彎曲變形後的支承構件而在電路基板上作用有彎曲應力，從而可能在電路基板上發生翹曲等變形或破損等。
發明內容
本發明為解決上述問題而作，其目的在於在電路基板支承裝置中使電路基板發生變形或破損等的可能性降低。為實現上述目的，本發明的電路基板支承裝置包括電路基板；多個支承構件，這些支承構件在上述電路基板的長邊方向上隔開間隔地配設，並對上述電路基板的短邊方向上的兩端進行支承；以及筐體，該筐體固定有上述多個支承構件。利用上述特徵，在電路基板的長邊方向上隔開間隔地配置多個支承構件，電路基板的短邊方向上的兩端被上述多個支承構件分別支承。藉此，與採用比電路基板的外形大的單一支承構件的現有技術相比，能比以往大幅減少支承構件向電路基板作用的的彎曲應力。因此，通過本發明的電路基板支承裝置，能減少電路基板產生變形或破損等的可能性。此外，由於本發明的電路基板支承裝置是電路基板被在電路基板的長邊方向上隔開間隔配置的多個支承構件支承的結構，因此，與採用比電路基板的外形大的單一支承構件的現有技術相比，能大幅減少電路基板的安裝零件與支承構件幹擾的區域。因此，通過本發明的電路基板支承構件，能使電路基板的零件配置和電路圖案設計的自由度大幅增加。本發明的電路基板支承裝置的其它形態的特徵是，上述電路基板的多個缺口在長邊方向上隔開間隔地形成於短邊方向上的端部，上述支承構件配設在與上述電路基板的上述多個缺口相對應的位置上，並在與上述缺口卡合的狀態下對上述電路基板的短邊方向上的兩端進行支承。利用上述特徵，由於電路基板在形成於電路基板的多個缺口分別與支承構件卡合的狀態下被支承，因此，能將電路基板支承成更可靠地進行定位的狀態。此外，由於電路基板被與電路基板的缺口卡合的支承構件卡定，因此，能減少因振動等而使電路基板的位置偏移的可能性。本發明的電路基板支承裝置的其它形態的特徵是，上述支承構件包括能彈性變形的基部；以及兩個基板支承部，這兩個基板支承部立設於上述基部的兩端，並在內側形成有能與上述電路基板的短邊方向上的端部嵌合的槽。支承構件的兩個基板支承部被立設於基部的兩端，在其兩個基板支承部的內側形成有能與電路基板的短邊方向上的端部嵌合的槽。電路基板在短邊方向的兩端與形成於上述兩個基板支承部的內側的槽嵌合的狀態下被支承構件支承。此外，由於支承構件的基部能彈性變形，因此，能在使基部彈性變形的同時使兩個基板支承部向外側分開來進行電路基板的裝拆。因此，利用上述特徵，能通過一次操作來容易地進行電路基板的裝拆。本發明的電池單元包括上述電路基板支承裝置和被上述筐體支承而配設在與上述電路基板相鄰的位置上的電池。通過本發明的電池單元，能在包括電路基板和配置在與該電路基板相鄰的位置上的電池的電池單元中，獲得上述作用效果。
本發明可通過下文給出的具體描述和附圖中得到更完成理解，但是下述附圖僅以例示的方式給出，且不構成對本發明的限制，其中圖1是本發明的電池單元的外觀立體圖；圖2是本發明的電池單元的分解立體圖；圖3是對本發明的電池單元的一部分進行圖示的主要部分分解立體圖；圖4是基板載臺的立體圖；以及圖5是本發明的電池單元的A-A剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照圖1 圖5對本發明的實施方式進行說明。首先，對本發明的電池單元10的結構進行說明。本實施例的電池單元10是所謂的伺服器裝置(網絡中對客戶裝置提供性能或數據等的計算機)的備用電源。電池單元10包括電路基板4 ；四個基板載臺5 (支承構件)，這四個基板載臺5沿上述電路基板4的長邊方向X隔開間隔地配設，並對電路基板4的短邊方向Y的兩端進行支承；筐體蓋1及筐體主體2 (筐體)，該筐體蓋1及筐體主體2固定有上述多個基板載臺 5 ；以及多節電池3，這些電池3被筐體主體2支承而配設在與電路基板4相鄰的位置上。而且，電池單元10包括DC-DC轉換器安裝部20。在該DC-DC轉換器安裝部20中內置有使多節電池3的輸出電壓降低至額定電壓的DC-DC轉換器(未圖示)。筐體蓋1是具有大致二字形截面的長條的金屬構件。在筐體蓋1的一側緣部設有通過以具有臺階的方式進行彎曲加工而形成的臺階部17，在該臺階部17上形成有四個圓形通孔11。此外，在筐體蓋1的長條方向的一端側設有通過以具有臺階的方式進行彎曲加工而形成的臺階部19，在該臺階部19上形成有陰螺紋孔12。而且，在筐體蓋1的各個規定位置上形成有兩個圓形通孔13、四個圓形通孔14。筐體主體2是安裝筐體蓋1的部分開口的大致箱形的構件。在筐體主體2的一側端部27的與形成於筐體蓋1的四個圓形通孔11相對應的位置上形成有四個圓形通孔21。 此外，在筐體主體2的與筐體1的兩個圓形通孔13相對應的位置上形成有兩個陽螺紋孔 23，並在筐體主體2的與筐體蓋1的四個圓形通孔14相對應的位置上形成有四個陰螺紋孔 24。多節電池3是所謂的鎳氫可充電電池，其設置在筐體主體2的內部。單節電池3的大小為(M8mmXL67mm的大小，其輸出電壓為大約1. 2V。電池單元10在內部設有3X3X6 =M節電池3，構成三個將寬度方向上的3節X長度方向上的6節=18節電池3串聯連接而成的電池塊(日文電池)，並將這三個電池塊並聯連接。因此，M節電池3 的總輸出電壓為1. 2VX 18節=大約21. 6V，並將該總輸出電壓在DC-DC轉換器安裝部20中降低至額定電壓12V後從電池單元10輸出。另外，在本發明中，不用說電池3的種類、大小、節數等不特別限定於上述種類、大小、節數等。此外，DC-DC轉換器安裝部20也可以根據需要適當設置，在本發明中並非是必要的構成要素。電路基板4安裝有電池3的充放電保護電路等，其配設在與由多節電池3組成的電池組的上表面側相鄰的位置上。電路基板4沿長邊方向X隔開間隔地在短邊方向Y的端部形成有八個缺口 41a 41h。缺口 41a 41h是大致矩形的相同形狀的缺口，其在電路基板4的兩側緣部(短邊方向Y的兩端)各隔開間隔地形成四個。更具體來說，在電路基板4上，缺口 41a 41d形成在短邊方向Y的一端側的沿長邊方向X大致等間隔地分開的位置上，缺口 41e 41h形成在短邊方向Y的另一端側的沿長邊方向X大致等間隔地分開的位置上。此外，缺口 41a和缺口 41e在長邊方向X的相同位置(與短邊方向Y對應的位置)上形成為對稱形狀。同樣地，缺口 41b和缺口 41f、缺口 41c和缺口 41g、缺口 41d和缺口 41h分別在長邊方向X的相同位置(與短邊方向Y對應的位置)上形成為對稱形狀。也就是說，電路基板4的與短邊方向Y對應的對稱形狀的缺口對形成在沿長邊方向X大致等間隔地分開的位置上。另外，缺口 41a 41h的數量、形狀、配置等不特別限定於上述形態，只要是多個缺口沿長邊方向X隔開間隔地形成在電路基板4的側壁部(短邊方向Y上的端部)，也可以是任意形態。作為「支承構件」的四個基板載臺5是對電路基板4進行支承的構件，其分別配設在與電路基板4的缺口 41a 41h對應的位置上，在與缺口 41a 41h卡合的狀態下，對電路基板4的兩側緣部(形成有缺口 41a 41h的部分的短邊方向Y上的兩端)進行支承。 更具體來說，四個基板載臺5的兩端部(後述第一基板支承部52及第二基板支承部53)配置在分別與成對的缺口 41a和缺口 41e、缺口 41b和缺口 41f、缺口 41c和缺口 41g、缺口 41d 和缺口 41h卡合的位置上。此外，四個基板載臺5通過螺釘旋緊而固定於筐體主體2。也就是說，電路基板4通過四個基板載臺5而安裝於筐體主體2。參照圖4及圖5對基板載臺5的結構進行詳細說明。基板載臺5由能彈性變形的薄板形狀的連結板部51 (基部)、立設於連結板部51 的一端的第一基板支承部52和立設於連結板部51的另一端的第二基板支承部53構成。也就是說，基板載臺5是將連結板部51、第一基板支承部52及第二基板支承部53 —體成型成大致二字形的構件。第一基板支承部52及第二基板支承部53呈能與電路基板4的缺口 41a 41h卡合的大致長方體形狀。在基板載臺5的第一基板支承部52上，將形成有陰螺紋孔的金屬螺釘襯套M從上端面5 側埋設而固定成不能轉動。同樣地，在第二基板支承部53上，將形成有陰螺紋孔的金屬螺釘襯套陽從上端面53a側埋設而固定成不能轉動。而且，基板載臺5在彼此相對的第一基板支承部52的內側面52b與第二基板支承部53的內側面5 上形成有能以夾入電路基板4的上述缺口對(缺口 41a和缺口 41e、缺口 41b和缺口 41f、缺口 41c和缺口 41g、缺口 41d和缺口 41h)的短邊方向Y上的兩端的方式嵌合的槽52c、53c。電池單元10的在電路基板4的上下方向Z (與長邊方向X及短邊方向Y正交的方向)上的支承位置由上述槽52c、53c限定。更具體來說，電池單元10的在電路基板4的上下方向Z上的支承位置由從埋設有金屬螺釘襯套M的第一基板支承部52 的上端面5 至槽52c的距離和從埋設有金屬螺釘襯套55的第二基板支承部53的上端面 53a至槽53c的距離限定。此外，基板載臺5形成有從第一基板支承部52的上端面52a向內側面52b傾斜的斜面52d、從第二基板支承部53的上端面53a向內側面5 傾斜的斜面53d。此外，在第一基板支承部52上以朝外側突出的方式形成有杆部52e。此外，在第二基板支承部53的外側面上形成有凸部5 (參照圖5)。對本發明的電池單元10的組裝結構進行說明。首先，將四個基板載臺5安裝到電路基板4的形成缺口 41a 41h的部分(圖3)。 基板載臺5能使連結板部51彈性變形來增大第一基板支承部52與第二基板支承部53的間隔。因此，通過使基板載臺5的連結板部51彈性變形並將電路基板4壓入基板載臺5的第一基板支承部52與第二基板支承部53之間，從而能將基板載臺5安裝到電路基板4。此時，電路基板4被形成於第一基板支承部52的斜面52d及形成於第二基板支承部53的斜面53d引導，從而進入基板載臺5的第一基板支承部52與第二基板支承部53之間。因此， 能用較小的力順暢地將電路基板4壓入基板載臺5的第一基板支承部52與第二基板支承部53之間。或者，也能通過例如將形成於第一基板支承部52的杆部52e向下方(符號Zl所示方向)按下來進行使連結板部51彈性變形來增大第一基板支承部52與第二基板支承部 53的間隔的操作。藉此，能以很少的力來容易地使連結板部51彈性變形以使其處於增大第一基板支承部52與第二基板支承部53的間隔的狀態。在基板載臺5的第一基板支承部52及第二基板支承部53與缺口 41a 41h卡合， 並在設有缺口 41a 41h的部分的短邊方向Y上的兩端與基板載臺5的槽52c、53c嵌合的狀態下，安裝有四個基板載臺5的狀態的電路基板4被四個基板載臺5支承(圖5)。另一方面，在將安裝到電路基板4上的基板載臺5拆下時，只要使連結板部51彈性變形以使其處於增大第一基板支承部52與第二基板支承部53的間隔的狀態即可。此時， 例如，通過將形成於第一基板支承部52的杆部52e向下方(符號Zl所示的方向)按下，與將基板載臺5安裝到電路基板4的情況一樣，能以很少的力來容易地使連結板部51彈性變形以使其處於增大第一基板支承部52與第二基板支承部53的間隔的狀態。
接著，將M節電池3安裝到筐體主體2。更具體來說，首先，將18節電池3以寬度方向上3節、長度方向上6節相鄰並排的狀態串聯連接，從而形成三個焊接到由金屬板製成的一塊導板(未圖示)的電池塊。接著，將這三個電池塊層疊安裝到筐體主體2。此時，根據需要，也可以通過粘接帶等將三個電池塊連結成一體。接著，在將基板載臺5的連結板部51夾設在層疊的三個電池塊中位於最上方的電池塊的上表面側與基板4之間的狀態下，將安裝有四個基板載臺5的狀態的電路基板4載置在與位於該最上方的電池塊的上表面側相鄰的位置上(圖幻。此時，使四個基板載臺5 的凸部5 分別與形成於筐體主體2的規定位置的四個定位孔四嵌合。上述定位孔四分別形成在與安裝於電路基板4的狀態的四個基板載臺5的凸部5 相對應的位置上。因此， 通過使四個基板載臺5的凸部5 與筐體主體2的定位孔四嵌合，電路基板4進行相對於筐體主體2的長邊方向X、短邊方向Y及上下方向Z的定位。此外，如上所述，電池單元10在電路基板4的上下方向Z上的支承位置由基板載臺5的槽52c、53c限定。因此，電池3與電路基板4在上下方向Z上的間隔由基板載臺5的槽52c、53c限定為規定間隔。藉此，能減少電路基板4與電池3接觸而產生電路的短路等的可能性。此外，筐體蓋1及筐體主體2與電路基板4在上下方向Z上的間隔也由基板載臺5的槽52c、53c限定為規定間隔。藉此，能減少電路基板4與筐體蓋1或筐體主體2接觸而產生電路的短路等的可能性。然後，較為理想的是，還考慮安裝於電路基板4上的電子元器件的安裝高度等後來設定形成基板載臺5的槽52c、53c的位置。藉此，能減少安裝於電路基板4的電子元器件與筐體蓋1、筐體主體2、電池3幹擾的可能性。另外，更為理想的是，根據需要，在例如基板載臺5與電池3之間，甚至是在電路基板4的上表面與筐體蓋1之間分別設置絕緣片等 (未圖示)。接著，使形成於各電池塊的導板(未圖示)的側部兩端的凸部(未圖示)分別插入形成於電路基板4的長邊方向X —端側的三個縱長孔42及形成於另一端側的三個橫長孔43，並將該導板的凸部錫焊到電路基板4進行固定。接著，將筐體蓋1組裝到筐體主體2的規定位置上。更具體來說，在筐體蓋1的側端部18抵靠筐體主體2的臺階部觀的狀態下，並在筐體主體2的側端部27抵靠筐體蓋1 的臺階部17的狀態下，將筐體蓋1組裝到筐體主體2 (圖1、圖5)。接著，用四個陽螺紋25將電路基板4旋緊固定到筐體主體2上。更具體地說，在筐體蓋1的四個圓形通孔11及筐體主體2的四個圓形通孔21中分別插入陽螺紋25。接著，使該陽螺紋25與形成於基板載臺5的第二基板支承部53的金屬螺釘襯套55中的陰螺紋孔螺合，從而將筐體蓋1及筐體主體2共同旋緊。藉此，電路基板4通過四個基板載臺5 而成為固定於筐體主體2的狀態(圖5)。另外，在本實施例中，沒有使用設於基板載臺5的第一基板支承部52的金屬螺釘襯套M，但例如也可以在筐體蓋1的對應於該金屬螺釘襯套M的陰螺紋孔的位置上也設置四個通孔，並使陽螺紋穿過該通孔而與金屬螺釘襯套M的陰螺紋孔螺合。藉此，由於四個基板載臺5在兩端側被旋緊固定於筐體主體2，因此，能以更穩定的狀態將電路基板4安裝到筐體主體2上。接著，使用兩個陽螺紋15、四個陽螺紋16及一個陽螺紋沈，來將筐體蓋1旋緊固定於筐體主體2。更具體來說，將陽螺紋沈插通筐體主體2的圓形通孔22，並使該陽螺紋 26與筐體蓋1的陰螺紋孔12螺合。將陽螺紋15分別插通筐體蓋1的兩個圓形通孔13，並使該陽螺紋15與筐體主體2的陰螺紋孔23螺合。將陽螺紋16分別插通筐體蓋1的四個圓形通孔14，並使該陽螺紋16與筐體主體2的陰螺紋孔M螺合。根據以上說明的本發明的電池單元10，在電路基板4的長邊方向X上隔開間隔地配置多個基板載臺5，並使電路基板4的短邊方向Y上的兩端被該多個基板載臺5分別支承。藉此，與以往相比，能大幅減少基板載臺5向電路基板4作用的彎曲應力。因此，通過本發明，能減少電路基板4產生變形或破損等的可能性。此外，由於本發明的電池單元10是電路基板4被在電路基板4的長邊方向X上隔開間隔配置的多個基板載臺5支承的結構，因此，能大幅減少電路基板4的安裝零件與基板載臺5發生幹擾的區域。也就是說，在隔開間隔配置的基板載臺5與基板載臺5之間的部分上，能將零件安裝到電路基板4的兩面。因此，通過本發明，能使電路基板4的零件配置和電路圖案設計的自由度大幅增加。而且，較為理想的是，如上述實施例所述，本發明的電池單元10是電路基板4在形成於電路基板4的多個缺口(缺口 41a 41h)分別與基板載臺5卡合的狀態下被支承的結構。雖然這不是本發明必須的構成要素，但通過上述結構，能將電路基板4支承成更可靠地進行定位的狀態。此外，由於電路基板4被與電路基板4的缺口 41a 41h卡合的四個基板載臺5卡定，因此，能減少因振動等而使電路基板4的位置偏移的可能性。而且，較為理想的是，本發明的電池單元10的基板載臺5是如上述實施例所述的包括能彈性變形的連結板部51、立設於連結板部51兩端且在內側形成有能與電路基板4 的短邊方向Y上的端部嵌合的槽的兩個基板支承部(第一基板支承部52、第二基板支承部 53)的結構。雖然這不是本發明必須的構成要素，但通過上述結構，能如上述說明的那樣，通過一次操作來容易地進行電路基板4相對於基板載臺5的裝拆。本發明不特別限定於上述說明的實施例，能在權利要求書記載的發明範圍內進行各種變形這點是毋庸置疑的。在上述實施例中，對電池單元中的充放電保護電路基板的支承結構的例子進行了說明，但上述說明的本發明的「電路基板支承裝置」不特別限定於此。只要是例如包括微機控制電路的電子設備的主板的支承結構、安裝有電子開關或LED的子基板的支承結構等具有電路基板的電子設備等，就能全部適用，並能獲得本發明帶來的作用效果。此外，作為電池單元，在上述實施例中對作為伺服器裝置的備用電源的電池單元的例子進行了說明，但不特別限定於此。只要是例如臺式計算機或列印、傳真、複印一體機等辦公自動化(OA)設備的電池單元、或是筆記本電腦或膝上型電腦、數位照相機等行動裝置的電池組等內置有電路基板和電池的電池單元，就能全部適用，並獲得本發明帶來的作用效果。
權利要求
1.一種電路基板支承裝置，包括電路基板(4)和固定有多個支承構件(5)的筐體(1、 2)，其特徵在於，所述多個支承構件(5)在所述電路基板(4)的長邊方向上隔開間隔地配設，並對所述電路基板的短邊方向上的兩端進行支承。
2.如權利要求1所述的電路基板支承裝置，其特徵在於，所述電路基板的多個缺口 Gla 41h)在長邊方向上隔開間隔地形成於短邊方向上的端部，所述支承構件(5)配設在與所述電路基板的所述多個缺口 Gla 41h)相對應的位置上，並在與所述缺口 Gla 41h)卡合的狀態下對所述電路基板的短邊方向上的兩端進行支承。
3.如權利要求1所述的電路基板支承裝置，其特徵在於，所述支承構件( 包括能彈性變形的基部(51)；以及兩個基板支承部(52、53)，這兩個基板支承部(52、5；3)立設於所述基部的兩端，並在內側形成有能與所述電路基板(4)的短邊方向上的端部嵌合的槽(52c、53c)。
4.一種電池單元(10)，包括電路基板(4)；筐體(1、2)，該筐體(1、2)固定有多個支承構件(5)；以及電池(3)，該電池C3)被所述筐體(1、幻支承，從而被配設在與所述電路基板 (4)相鄰的位置上，其特徵在於，所述多個支承構件(5)在所述電路基板(4)的長邊方向上隔開間隔地配設，並對所述電路基板(4)的短邊方向上的兩端進行支承。
全文摘要
一種電路基板支承裝置、包括該電路基板支承裝置的電池單元，其包括電路基板；多個支承構件，這些支承構件在所述電路基板的長邊方向上隔開間隔地配設，並對所述電路基板的短邊方向上的兩端進行支承；以及筐體，該筐體固定有所述多個支承構件。
文檔編號H01M2/10GK102437294SQ201110285338
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月15日 優先權日2010年9月16日
發明者今泉實, 山下正德 申請人:Fdktwicell株式會社