CN102437294A - 电路基板支承装置、包括该电路基板支承装置的电池单元 - Google Patents

Abstract

一种电路基板支承装置、包括该电路基板支承装置的电池单元，其包括：电路基板；多个支承构件，这些支承构件在所述电路基板的长边方向上隔开间隔地配设，并对所述电路基板的短边方向上的两端进行支承；以及筐体，该筐体固定有所述多个支承构件。

Description

电路基板支承装置、包括该电路基板支承装置的电池单元

技术领域

本发明涉及一种通过支承构件等对电路基板进行支承的电路基板支承装置和包括该电路基板支承装置的电池单元。

背景技术

已知有如下所述的电池组等电池单元，其中，将锂离子可充电电池或镍氢可充电电池和安装有上述电池的保护电路等的电路基板内置在筐体中成为一体。在这种电池单元中，电路基板一般以通过电池座或基板载台等支承构件支承的状态安装在与电池相邻的位置上(参照日本专利特开平10-12201号公报或日本专利特开2006-164601号公报)。

此外，在上述现有的电池单元中，从更可靠地对电路基板进行支承的观点来看，电路基板被比电路基板的外形大(包括电路基板的外形的大小)的单一的支承构件支承。

在上述现有的电池单元中，从防止在电路基板上构成的电路短路等观点来看，电路基板的支承构件一般使用将塑料等绝缘材料成型而形成的构件。但是，这种支承构件可能会在成型时残留的应力等的作用下发生弯曲变形。因此，在电路基板被比电路基板的外形大的单一支承构件支承的现有的电池单元中，有时会因该弯曲变形后的支承构件而在电路基板上作用有弯曲应力，从而可能在电路基板上发生翘曲等变形或破损等。

发明内容

本发明为解决上述问题而作，其目的在于在电路基板支承装置中使电路基板发生变形或破损等的可能性降低。

为实现上述目的，本发明的电路基板支承装置包括：电路基板；多个支承构件，这些支承构件在上述电路基板的长边方向上隔开间隔地配设，并对上述电路基板的短边方向上的两端进行支承；以及筐体，该筐体固定有上述多个支承构件。

利用上述特征，在电路基板的长边方向上隔开间隔地配置多个支承构件，电路基板的短边方向上的两端被上述多个支承构件分别支承。藉此，与采用比电路基板的外形大的单一支承构件的现有技术相比，能比以往大幅减少支承构件向电路基板作用的的弯曲应力。因此，通过本发明的电路基板支承装置，能减少电路基板产生变形或破损等的可能性。

此外，由于本发明的电路基板支承装置是电路基板被在电路基板的长边方向上隔开间隔配置的多个支承构件支承的结构，因此，与采用比电路基板的外形大的单一支承构件的现有技术相比，能大幅减少电路基板的安装零件与支承构件干扰的区域。因此，通过本发明的电路基板支承构件，能使电路基板的零件配置和电路图案设计的自由度大幅增加。

本发明的电路基板支承装置的其它形态的特征是，上述电路基板的多个缺口在长边方向上隔开间隔地形成于短边方向上的端部，上述支承构件配设在与上述电路基板的上述多个缺口相对应的位置上，并在与上述缺口卡合的状态下对上述电路基板的短边方向上的两端进行支承。

利用上述特征，由于电路基板在形成于电路基板的多个缺口分别与支承构件卡合的状态下被支承，因此，能将电路基板支承成更可靠地进行定位的状态。此外，由于电路基板被与电路基板的缺口卡合的支承构件卡定，因此，能减少因振动等而使电路基板的位置偏移的可能性。

本发明的电路基板支承装置的其它形态的特征是，上述支承构件包括：能弹性变形的基部；以及两个基板支承部，这两个基板支承部立设于上述基部的两端，并在内侧形成有能与上述电路基板的短边方向上的端部嵌合的槽。

支承构件的两个基板支承部被立设于基部的两端，在其两个基板支承部的内侧形成有能与电路基板的短边方向上的端部嵌合的槽。电路基板在短边方向的两端与形成于上述两个基板支承部的内侧的槽嵌合的状态下被支承构件支承。此外，由于支承构件的基部能弹性变形，因此，能在使基部弹性变形的同时使两个基板支承部向外侧分开来进行电路基板的装拆。因此，利用上述特征，能通过一次操作来容易地进行电路基板的装拆。

本发明的电池单元包括上述电路基板支承装置和被上述筐体支承而配设在与上述电路基板相邻的位置上的电池。

通过本发明的电池单元，能在包括电路基板和配置在与该电路基板相邻的位置上的电池的电池单元中，获得上述作用效果。

附图说明

本发明可通过下文给出的具体描述和附图中得到更完成理解，但是下述附图仅以例示的方式给出，且不构成对本发明的限制，其中：

图1是本发明的电池单元的外观立体图；

图2是本发明的电池单元的分解立体图；

图3是对本发明的电池单元的一部分进行图示的主要部分分解立体图；

图4是基板载台的立体图；以及

图5是本发明的电池单元的A-A剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图5对本发明的实施方式进行说明。

首先，对本发明的电池单元10的结构进行说明。本实施例的电池单元10是所谓的服务器装置(网络中对客户装置提供性能或数据等的计算机)的备用电源。

电池单元10包括：电路基板4；四个基板载台5(支承构件)，这四个基板载台5沿上述电路基板4的长边方向X隔开间隔地配设，并对电路基板4的短边方向Y的两端进行支承；筐体盖1及筐体主体2(筐体)，该筐体盖1及筐体主体2固定有上述多个基板载台5；以及多节电池3，这些电池3被筐体主体2支承而配设在与电路基板4相邻的位置上。而且，电池单元10包括DC-DC转换器安装部20。在该DC-DC转换器安装部20中内置有使多节电池3的输出电压降低至额定电压的DC-DC转换器(未图示)。

筐体盖1是具有大致コ字形截面的长条的金属构件。在筐体盖1的一侧缘部设有通过以具有台阶的方式进行弯曲加工而形成的台阶部17，在该台阶部17上形成有四个圆形通孔11。此外，在筐体盖1的长条方向的一端侧设有通过以具有台阶的方式进行弯曲加工而形成的台阶部19，在该台阶部19上形成有阴螺纹孔12。而且，在筐体盖1的各个规定位置上形成有两个圆形通孔13、四个圆形通孔14。

筐体主体2是安装筐体盖1的部分开口的大致箱形的构件。在筐体主体2的一侧端部27的与形成于筐体盖1的四个圆形通孔11相对应的位置上形成有四个圆形通孔21。此外，在筐体主体2的与筐体1的两个圆形通孔13相对应的位置上形成有两个阳螺纹孔23，并在筐体主体2的与筐体盖1的四个圆形通孔14相对应的位置上形成有四个阴螺纹孔24。

多节电池3是所谓的镍氢可充电电池，其设置在筐体主体2的内部。单节电池3的大小为φ18mm×L67mm的大小，其输出电压为大约1.2V。电池单元10在内部设有3×3×6＝54节电池3，构成三个将宽度方向上的3节×长度方向上的6节＝18节电池3串联连接而成的电池块(日文：電池ブロツク)，并将这三个电池块并联连接。因此，54节电池3的总输出电压为1.2V×18节＝大约21.6V，并将该总输出电压在DC-DC转换器安装部20中降低至额定电压12V后从电池单元10输出。

另外，在本发明中，不用说电池3的种类、大小、节数等不特别限定于上述种类、大小、节数等。此外，DC-DC转换器安装部20也可以根据需要适当设置，在本发明中并非是必要的构成要素。

电路基板4安装有电池3的充放电保护电路等，其配设在与由多节电池3组成的电池组的上表面侧相邻的位置上。电路基板4沿长边方向X隔开间隔地在短边方向Y的端部形成有八个缺口41a～41h。缺口41a～41h是大致矩形的相同形状的缺口，其在电路基板4的两侧缘部(短边方向Y的两端)各隔开间隔地形成四个。更具体来说，在电路基板4上，缺口41a～41d形成在短边方向Y的一端侧的沿长边方向X大致等间隔地分开的位置上，缺口41e～41h形成在短边方向Y的另一端侧的沿长边方向X大致等间隔地分开的位置上。此外，缺口41a和缺口41e在长边方向X的相同位置(与短边方向Y对应的位置)上形成为对称形状。同样地，缺口41b和缺口41f、缺口41c和缺口41g、缺口41d和缺口41h分别在长边方向X的相同位置(与短边方向Y对应的位置)上形成为对称形状。也就是说，电路基板4的与短边方向Y对应的对称形状的缺口对形成在沿长边方向X大致等间隔地分开的位置上。

另外，缺口41a～41h的数量、形状、配置等不特别限定于上述形态，只要是多个缺口沿长边方向X隔开间隔地形成在电路基板4的侧壁部(短边方向Y上的端部)，也可以是任意形态。

作为“支承构件”的四个基板载台5是对电路基板4进行支承的构件，其分别配设在与电路基板4的缺口41a～41h对应的位置上，在与缺口41a～41h卡合的状态下，对电路基板4的两侧缘部(形成有缺口41a～41h的部分的短边方向Y上的两端)进行支承。更具体来说，四个基板载台5的两端部(后述第一基板支承部52及第二基板支承部53)配置在分别与成对的缺口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，四个基板载台5通过螺钉旋紧而固定于筐体主体2。也就是说，电路基板4通过四个基板载台5而安装于筐体主体2。

参照图4及图5对基板载台5的结构进行详细说明。

基板载台5由能弹性变形的薄板形状的连结板部51(基部)、立设于连结板部51的一端的第一基板支承部52和立设于连结板部51的另一端的第二基板支承部53构成。也就是说，基板载台5是将连结板部51、第一基板支承部52及第二基板支承部53一体成型成大致コ字形的构件。第一基板支承部52及第二基板支承部53呈能与电路基板4的缺口41a～41h卡合的大致长方体形状。

在基板载台5的第一基板支承部52上，将形成有阴螺纹孔的金属螺钉衬套54从上端面52a侧埋设而固定成不能转动。同样地，在第二基板支承部53上，将形成有阴螺纹孔的金属螺钉衬套55从上端面53a侧埋设而固定成不能转动。

而且，基板载台5在彼此相对的第一基板支承部52的内侧面52b与第二基板支承部53的内侧面53b上形成有能以夹入电路基板4的上述缺口对(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)的短边方向Y上的两端的方式嵌合的槽52c、53c。电池单元10的在电路基板4的上下方向Z(与长边方向X及短边方向Y正交的方向)上的支承位置由上述槽52c、53c限定。更具体来说，电池单元10的在电路基板4的上下方向Z上的支承位置由从埋设有金属螺钉衬套54的第一基板支承部52的上端面52a至槽52c的距离和从埋设有金属螺钉衬套55的第二基板支承部53的上端面53a至槽53c的距离限定。

此外，基板载台5形成有从第一基板支承部52的上端面52a向内侧面52b倾斜的斜面52d、从第二基板支承部53的上端面53a向内侧面53b倾斜的斜面53d。此外，在第一基板支承部52上以朝外侧突出的方式形成有杆部52e。此外，在第二基板支承部53的外侧面上形成有凸部53e(参照图5)。

对本发明的电池单元10的组装结构进行说明。

首先，将四个基板载台5安装到电路基板4的形成缺口41a～41h的部分(图3)。基板载台5能使连结板部51弹性变形来增大第一基板支承部52与第二基板支承部53的间隔。因此，通过使基板载台5的连结板部51弹性变形并将电路基板4压入基板载台5的第一基板支承部52与第二基板支承部53之间，从而能将基板载台5安装到电路基板4。此时，电路基板4被形成于第一基板支承部52的斜面52d及形成于第二基板支承部53的斜面53d引导，从而进入基板载台5的第一基板支承部52与第二基板支承部53之间。因此，能用较小的力顺畅地将电路基板4压入基板载台5的第一基板支承部52与第二基板支承部53之间。

或者，也能通过例如将形成于第一基板支承部52的杆部52e向下方(符号Z1所示方向)按下来进行使连结板部51弹性变形来增大第一基板支承部52与第二基板支承部53的间隔的操作。藉此，能以很少的力来容易地使连结板部51弹性变形以使其处于增大第一基板支承部52与第二基板支承部53的间隔的状态。

在基板载台5的第一基板支承部52及第二基板支承部53与缺口41a～41h卡合，并在设有缺口41a～41h的部分的短边方向Y上的两端与基板载台5的槽52c、53c嵌合的状态下，安装有四个基板载台5的状态的电路基板4被四个基板载台5支承(图5)。

另一方面，在将安装到电路基板4上的基板载台5拆下时，只要使连结板部51弹性变形以使其处于增大第一基板支承部52与第二基板支承部53的间隔的状态即可。此时，例如，通过将形成于第一基板支承部52的杆部52e向下方(符号Z1所示的方向)按下，与将基板载台5安装到电路基板4的情况一样，能以很少的力来容易地使连结板部51弹性变形以使其处于增大第一基板支承部52与第二基板支承部53的间隔的状态。

接着，将54节电池3安装到筐体主体2。更具体来说，首先，将18节电池3以宽度方向上3节、长度方向上6节相邻并排的状态串联连接，从而形成三个焊接到由金属板制成的一块导板(未图示)的电池块。接着，将这三个电池块层叠安装到筐体主体2。此时，根据需要，也可以通过粘接带等将三个电池块连结成一体。

接着，在将基板载台5的连结板部51夹设在层叠的三个电池块中位于最上方的电池块的上表面侧与基板4之间的状态下，将安装有四个基板载台5的状态的电路基板4载置在与位于该最上方的电池块的上表面侧相邻的位置上(图2)。此时，使四个基板载台5的凸部53e分别与形成于筐体主体2的规定位置的四个定位孔29嵌合。上述定位孔29分别形成在与安装于电路基板4的状态的四个基板载台5的凸部53e相对应的位置上。因此，通过使四个基板载台5的凸部53e与筐体主体2的定位孔29嵌合，电路基板4进行相对于筐体主体2的长边方向X、短边方向Y及上下方向Z的定位。

此外，如上所述，电池单元10在电路基板4的上下方向Z上的支承位置由基板载台5的槽52c、53c限定。因此，电池3与电路基板4在上下方向Z上的间隔由基板载台5的槽52c、53c限定为规定间隔。藉此，能减少电路基板4与电池3接触而产生电路的短路等的可能性。此外，筐体盖1及筐体主体2与电路基板4在上下方向Z上的间隔也由基板载台5的槽52c、53c限定为规定间隔。藉此，能减少电路基板4与筐体盖1或筐体主体2接触而产生电路的短路等的可能性。

然后，较为理想的是，还考虑安装于电路基板4上的电子元器件的安装高度等后来设定形成基板载台5的槽52c、53c的位置。藉此，能减少安装于电路基板4的电子元器件与筐体盖1、筐体主体2、电池3干扰的可能性。另外，更为理想的是，根据需要，在例如基板载台5与电池3之间，甚至是在电路基板4的上表面与筐体盖1之间分别设置绝缘片等(未图示)。

接着，使形成于各电池块的导板(未图示)的侧部两端的凸部(未图示)分别插入形成于电路基板4的长边方向X一端侧的三个纵长孔42及形成于另一端侧的三个横长孔43，并将该导板的凸部锡焊到电路基板4进行固定。

接着，将筐体盖1组装到筐体主体2的规定位置上。更具体来说，在筐体盖1的侧端部18抵靠筐体主体2的台阶部28的状态下，并在筐体主体2的侧端部27抵靠筐体盖1的台阶部17的状态下，将筐体盖1组装到筐体主体2(图1、图5)。

接着，用四个阳螺纹25将电路基板4旋紧固定到筐体主体2上。更具体地说，在筐体盖1的四个圆形通孔11及筐体主体2的四个圆形通孔21中分别插入阳螺纹25。接着，使该阳螺纹25与形成于基板载台5的第二基板支承部53的金属螺钉衬套55中的阴螺纹孔螺合，从而将筐体盖1及筐体主体2共同旋紧。藉此，电路基板4通过四个基板载台5而成为固定于筐体主体2的状态(图5)。

另外，在本实施例中，没有使用设于基板载台5的第一基板支承部52的金属螺钉衬套54，但例如也可以在筐体盖1的对应于该金属螺钉衬套54的阴螺纹孔的位置上也设置四个通孔，并使阳螺纹穿过该通孔而与金属螺钉衬套54的阴螺纹孔螺合。藉此，由于四个基板载台5在两端侧被旋紧固定于筐体主体2，因此，能以更稳定的状态将电路基板4安装到筐体主体2上。

接着，使用两个阳螺纹15、四个阳螺纹16及一个阳螺纹26，来将筐体盖1旋紧固定于筐体主体2。更具体来说，将阳螺纹26插通筐体主体2的圆形通孔22，并使该阳螺纹26与筐体盖1的阴螺纹孔12螺合。将阳螺纹15分别插通筐体盖1的两个圆形通孔13，并使该阳螺纹15与筐体主体2的阴螺纹孔23螺合。将阳螺纹16分别插通筐体盖1的四个圆形通孔14，并使该阳螺纹16与筐体主体2的阴螺纹孔24螺合。

根据以上说明的本发明的电池单元10，在电路基板4的长边方向X上隔开间隔地配置多个基板载台5，并使电路基板4的短边方向Y上的两端被该多个基板载台5分别支承。藉此，与以往相比，能大幅减少基板载台5向电路基板4作用的弯曲应力。因此，通过本发明，能减少电路基板4产生变形或破损等的可能性。

此外，由于本发明的电池单元10是电路基板4被在电路基板4的长边方向X上隔开间隔配置的多个基板载台5支承的结构，因此，能大幅减少电路基板4的安装零件与基板载台5发生干扰的区域。也就是说，在隔开间隔配置的基板载台5与基板载台5之间的部分上，能将零件安装到电路基板4的两面。因此，通过本发明，能使电路基板4的零件配置和电路图案设计的自由度大幅增加。

而且，较为理想的是，如上述实施例所述，本发明的电池单元10是电路基板4在形成于电路基板4的多个缺口(缺口41a～41h)分别与基板载台5卡合的状态下被支承的结构。虽然这不是本发明必须的构成要素，但通过上述结构，能将电路基板4支承成更可靠地进行定位的状态。此外，由于电路基板4被与电路基板4的缺口41a～41h卡合的四个基板载台5卡定，因此，能减少因振动等而使电路基板4的位置偏移的可能性。

而且，较为理想的是，本发明的电池单元10的基板载台5是如上述实施例所述的包括能弹性变形的连结板部51、立设于连结板部51两端且在内侧形成有能与电路基板4的短边方向Y上的端部嵌合的槽的两个基板支承部(第一基板支承部52、第二基板支承部53)的结构。虽然这不是本发明必须的构成要素，但通过上述结构，能如上述说明的那样，通过一次操作来容易地进行电路基板4相对于基板载台5的装拆。

本发明不特别限定于上述说明的实施例，能在权利要求书记载的发明范围内进行各种变形这点是毋庸置疑的。

在上述实施例中，对电池单元中的充放电保护电路基板的支承结构的例子进行了说明，但上述说明的本发明的“电路基板支承装置”不特别限定于此。只要是例如包括微机控制电路的电子设备的主板的支承结构、安装有电子开关或LED的子基板的支承结构等具有电路基板的电子设备等，就能全部适用，并能获得本发明带来的作用效果。此外，作为电池单元，在上述实施例中对作为服务器装置的备用电源的电池单元的例子进行了说明，但不特别限定于此。只要是例如台式计算机或打印、传真、复印一体机等办公自动化(OA)设备的电池单元、或是笔记本电脑或膝上型电脑、数字照相机等移动设备的电池组等内置有电路基板和电池的电池单元，就能全部适用，并获得本发明带来的作用效果。

Claims (4)

1.一种电路基板支承装置，包括电路基板(4)和固定有多个支承构件(5)的筐体(1、2)，其特征在于，

所述多个支承构件(5)在所述电路基板(4)的长边方向上隔开间隔地配设，并对所述电路基板(4)的短边方向上的两端进行支承。

2.如权利要求1所述的电路基板支承装置，其特征在于，

所述电路基板(4)的多个缺口(41a～41h)在长边方向上隔开间隔地形成于短边方向上的端部，所述支承构件(5)配设在与所述电路基板(4)的所述多个缺口(41a～41h)相对应的位置上，并在与所述缺口(41a～41h)卡合的状态下对所述电路基板(4)的短边方向上的两端进行支承。

3.如权利要求1所述的电路基板支承装置，其特征在于，

所述支承构件(5)包括：能弹性变形的基部(51)；以及两个基板支承部(52、53)，这两个基板支承部(52、53)立设于所述基部的两端，并在内侧形成有能与所述电路基板(4)的短边方向上的端部嵌合的槽(52c、53c)。

4.一种电池单元(10)，包括：电路基板(4)；筐体(1、2)，该筐体(1、2)固定有多个支承构件(5)；以及电池(3)，该电池(3)被所述筐体(1、2)支承，从而被配设在与所述电路基板(4)相邻的位置上，其特征在于，

所述多个支承构件(5)在所述电路基板(4)的长边方向上隔开间隔地配设，并对所述电路基板(4)的短边方向上的两端进行支承。

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