JPH0560215B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は集積回路チツプとその回路に電力を
供給する電源電池とを備えた小型電子機器に関す
るものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近、一般に電卓と呼ばれる小型電子式計算機
等の小型電子機器として、太陽電池を電源電池と
するものがみられるようになつてきている。この
太陽電池を電源電池として使用する小型電子機器
は、太陽電池の厚さが約200μ程度と非常に薄い
ことから、釦型電池（水銀電池、酸化銀電池、リ
チウム電池等）を電源電池として使用する小型電
子機器に比べて大巾な薄型化をはかることができ
る。なお、小型電子計算機としては、すでにカー
ド型電卓といわえる超薄型のものがある。

しかしながら、メモリ機能や時計機能等を備え
た小型電子機器では、電源電池として太陽電池を
使用すると、夜間など太陽電池が十分な光量を受
光できずに発電を停止したときに集積回路チツプ
のメモリ回路や時計回路等に供給される電力がな
くなつて、メモリの保持ができなくなつてしまつ
たり、時計機能を停止させてしまつたりすること
になるために、メモリ機能や時計機能等をもつ小
型電子機器の電源電池としては釦型電池を使用す
るしかなく、従つてこの種の小型電子機器は電池
の厚さの関係であまり薄型化できないから、太陽
電池を使用するものに比べるとかなり厚いものと
なつていた。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような実情にかんがみてなさ
れたものであつて、その目的とするところは、釦
型電池を使用するものと同様に常時電源電池から
集積回路チツプの回路に電力を供給できるように
したものでありながら、厚さを釦型電池を使用す
る小型電子機器よりも大巾に薄くすることがで
き、しかも電池の交換も容易に行なうことができ
る小型電子機器を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明は、集積回路チツプの回路
に電力を供給する電源電池として一対のフイルム
状電極間に起電ユニツトを設けたペーパー状電池
を用い、このペーパー状電池を機器ケース内に集
積回路チツプの配置位置を避けてその側方に形成
した電池収納空間内に収納するとともに、前記電
池収納空間内にペーパー状電池の電極に接触する
一対の電源用導電リードを設け、さらに機器ケー
スには前記ペーパー状電池の一方のフイルム状電
極に面する側に前記電池収納空間と対応させて電
池交換口を設け、この電池交換口は、周囲を電池
交換口の周縁部に剥離可能に接着した蓋シートで
覆うとともに、この蓋シートにペーパー状電池を
支持させた構成のものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を一般に電卓と呼ば
れる小型電子式計算機を例にとつて図面を参照し
ながら説明する。

第１図は小型電子式計算機の外観を示し、第２
図はその電池収納部の断面を示している。第１図
及び第２図において、図中１０は小型電子式計算
機の機器ケースであり、このケース１０は、第３
図に示すような形状の枠体１１と上部シート１２
及び上面シート１３と下部シート１４及び下面シ
ート１５とを積層した構造のものとされている。

この機器ケース１０内には、第３図に示すよう
な形状の配線基板２０と超薄型表示パネル（例え
ば液晶表示パネル）３０とペーパー状電池４０と
が配置されており、さらに前記配線基板２０の上
面にはこの配線基板２０と略同じ外形の合成樹脂
フイルムからなるスペーサ５０が重合されてい
る。

前記配線基板２０には、大規模集積回路チツプ
（以下LSIチツプという）２１とチツプコンデン
サ等のチツプ部品２２，２２が取付けられてお
り、さらにこの配線基板２０の上面には、一対の
接点２３ａ，２３ｂを一組とする多数組の分割形
の固定接点２３…が配列形成されている。前記
LSIチツプ２１とチツプ部品２２，２２とは、配
線基板２０に穿設した貫通孔に嵌め込んで、配線
基板２０上への突出高さを小さくした状態で取付
けられている。

また、前記スペーサ５０には、前記配線基板２
０上の各固定接点２３，…と対応させて多数の開
口５１，…が穿設されると共に、前記LSIチツプ
２１及びチツプ部品２２，２２の配線基板２０上
に突出する部分に対して逃げとなる貫通孔５２，
５３が設けられており、このスペーサ５０は前記
貫通孔５２，５３に前記LSIチツプ２１及びチツ
プ部品２２，２２を嵌入させて配線基板２０上に
接着されている。

前記配線基板２０とスペーサ５０とは、前記ケ
ース１０の枠体１１内に嵌合されている。

この枠体１１は、ステンレス鋼等の金属薄板を
打抜いて形成されたもので、この枠体１１内は、
前記配線基板２０の収納空間Ａと、表示パネル収
納空間Ｂと、電池収納空間Ｃとに区画されてお
り、前記表示パネル３０は前記枠体１１の表示パ
ネル収納空間Ｂに嵌め込まれて前記配線基板２０
の側方に配線基板２０と並べて配置され、配線基
板２０の一端縁部下面に配列形成されている表示
パネル接続用端子２４，…とフイルム状ヒートシ
ールコネクタ３１によつて接続されている。

また、前記ペーパー状電池４０は、前記枠体１
１の電池収納空間Ｃに嵌め込まれて前記配線基板
２０の側方に配線基板２０と並べて配置されてお
り、このペーパー状電池４０の上下面の電極（負
極と正極）は、この電極面に接触する一対の電源
用導電リード６０，６０によつて配線基板２０の
一側縁部の上下面に形成されている電池接続用端
子２５，２５と接続されている。

また、前記ケース１０の上部シート１２と下部
シート１４とは、それぞれステンレス鋼またはベ
リリウム鋼等の金属シートからなつており、上部
シート１２には、前記スペーサ５０に設けた開口
５１，５１と合致する開口１２１，１２１と、前
記表示パネル３０の上部が嵌合する嵌合孔１２２
とが穿設され、さらにこの上部シート１２の下面
には、前記LSIチツプ２１及びチツプ部品２２，
２２のスペーサ５０上に突出する部分を受け入れ
る凹入部１２３，１２４がハーフエツチングによ
つて形成されている。

そして、この上部シート１２は、その下面を前
記枠体１１の上面に接着して枠体１１と一体化さ
れており、前記スペーサ５０はこの上部シート１
２の下面に接着され、また下部シート１４は、前
記枠体１１の下面に接着されている。

この下部シート１４の接着は、前記枠体１１に
上部シート１２を接着し、次いで上部シート１２
の下面に前記スペーサ５０を接着した後に、前記
スペーサ５０の下面に表示パネル３０をあらかじ
め接続しておいた配線基致２０を接着すると共に
前記表示パネル３０ペーパー状電池４０とを枠体
１１に嵌合し、さらに配線基板２０の下面側から
枠体１１内に電池収納空間Ｃを除いて充填材１６
を充填した後に行なわれる。

前記充填材１６は、配線基板２０に取付けられ
たLSIチツプ２１及びチツプ部品２２，２２（こ
れらは配線基板２０の下面にもわずかに突出して
いる）や、表示パネル３０を位置決めして固定す
るためのもので、この充填材１６としては、常温
で硬化する速乾性の液状接着剤（例えばアクリル
系またはエポキシ系の二液混合型接着剤）が使用
され、この液状接着剤は配線基板２０の下面を上
に向けた状態で滴下充填される。また、前記下部
シート１４の接着は、前記液状接着剤を滴下した
後に直ちに行なわれており、従つてこの下部シー
ト１４は、枠体１１だけでなく、前記充填材１６
を介して配線基板２０にも接着されている。

また、前記枠体１１と上部シート１２及び下部
シート１４とを接着して構成されたケース素体の
外周面は、枠体１１と上下のシート１２，１４と
の接着面の気密性が完全でない場合を考慮して、
外被膜１７で覆われている。この外被膜１７は、
前記充填材１６に用いた液状接着剤と同種の接着
剤をケース素体外周面に塗布してこれを硬化させ
ることによつて形成されたもので、この外被膜１
７の外周面は、前記接着剤を硬化させた後にその
外周部をカツトすることによつて仕上げられてい
る。

一方、前記ケース１０の上面シート１３と下面
シート１５とは、それぞれ合成樹脂シートからな
つており、これらはそれぞれ前記上部シート１２
と下部シート１４の表面に接着されている。

また、前記上面シート１３は、透明樹脂シート
の下面に操作部を示す数字、文字、記号等１３
１，…を印刷すると共に、シート下面全体に表示
窓１３２となる部分を除いて不透明塗料を印刷し
たもので、前記表示パネル３０はこの上面シート
１３の表示窓１３２の下面に透明接着剤によつて
接着されている。そして、この上面シート１３の
前記数字、文字、記号等１３１，…を印刷した部
分の下面には、それぞれ前記上部シート１２の各
開口１２１，…に入る接点座１３３が接着剤の厚
膜スクリーン印刷等の手段によつて形成されてお
り、これら接点座１３３の下面にはカーボンイン
ク等を印刷して形成された可動接点１３４が被着
されている。この可動接点１３４は、前記上面シ
ート１３の操作部（数字、文字、記号等１３１，
…が印刷されている部分）を指で押して下側に弾
性変形させることにより、前記配線基板２０面の
スイツチ用固定接点２３に押し付けられてこのス
イツチ用固定接点２３を形成している一対の接点
２３ａ，２３ｂを短絡させるもので、この可動接
点１３４と前記固定接点２３とによつて操作スイ
ツチが構成されている。

次に、前記ペーパー状電池４０について説明す
ると、このペーパー状電池４０は全体の厚さを極
薄にできるように特別の工夫がなされているもの
で、このペーパー状電池４０は第４図に示すよう
な構成となつている。

すなわち、このペーパー状電池４０は、アルミ
ニウムまたはステンレス鋼等の導電性金属薄膜か
らなる平坦なフイルム状の一対の電極板４１ａ，
４１ｂ間に起電ユニツト４２を設けるとともに、
前記一対の電極板つまり負極板４１ａと正極板４
１ｂとをその外周部において熱融着性の封止材
（無機および勇気の複合材料）４６で接着して起
電ユニツト４２の周囲を封止したもので、前記負
極板４１ａと正極板４１ｂの表面はそのまま電池
表面を形成する全面電極とされている。

前記起電ユニツト４２は、金属リチウムからな
る負極活物質４３と、二酸化マガジンからなる正
極活物質４４とを、ポリプロピレン不織布等に有
機電解液を含浸させたセパレータ４５をはさんで
積層したもので、正極活物質４４は正極板４１ｂ
の内面に印刷され、負極活物質４３は負極板４１
ａの内面と密接している。

このように、上記ペーパー状電池４０は、フイ
ルム状の負極板４１ａと正極板４１ｂとに電池の
外装体を兼用させるとともに、起電ユニツト４２
の周囲を負極板４１ａと正極板４１ｂとを熱融着
性封止材４６で接着することによつて封止してい
るから、その厚さは非常に薄いし、また前記電源
用導電リード６０，６０が接触する電池上下面の
電極（負極板４１ａと正極板４１ｂ）はその外周
の封着部（封止材４６により接着された部分）を
含む全面にわたつて平坦であり、さらに封着部の
耐剥離性および電極の耐破壊強度も優れている。

なお、このペーパー状電池４０の起電原理は基
本的には周知の釦型リチウム電池と同じであるか
ら、その説明は省略する。

このペーパー状電池４０の厚さについて説明す
ると、起電ユニツト４２の厚さは350μ（負極活物
質４３の厚さは50〜80μ、正極活物質４４の厚さ
は150〜180μ、セパレータ４５の厚さは100〜
150μ）、負極板４１ａと正極板４１ｂの厚さはそ
れぞれ50μであり、電池総厚は450μ（0.45mm）であ
つて、現在市販されている釦型電池のなかで最も
薄い釦型リチウム電池（厚さ1.6mm）に比べても
格段に薄くなつている。

そして、この実施例では、前記ペーパー状電池
４０として、約34mm×17mmの平面寸法の矩形状の
ものを使用しており、このペーパー状電池４０の
重量は0.7ｇ、放電容量は17ｍＡである。

また、前記電源用導電リード６０，６０は、合
成樹脂製の帯状ベースフイルム６１，６１の一面
に、導電性金属の蒸着や導電性塗料のスクリーン
印刷によつて形成されており、この各導電リード
６０，６０の一端は、配線基板２０の電池接続用
端子２５，２５に導電性接着剤によつてベースフ
イルム６１，６１とともに接着され、各導電リー
ド６０，６０およびそのベースフイルム６１，６
１の他端側は電池収納空間Ｃ内に導入されて、こ
の電池収納空間Ｃに収納されるペーパー状電池４
０の上下面の電極に接触するように設けられてい
る。

この一対の電源用導電リード６０，６０のう
ち、ペーパー状電池４０の上面（負極）に接触す
る上側導電リード６０は、そのベースフイルム６
１を上部シート１２の下面に接着して上部シート
１２に固定されており、ペーパー状電池４０の下
面（正極）に接触する下側導電リード６０は自由
に屈曲できるようにフリーな状態とされていて、
後述する蓋シートによつてペーパー状電池４０の
下面に押付け接触されるようになつている。

また、前記上側導電リード６０の先端部は、上
面シート１２の導電リード先端部が接続される部
分を斜め下方に切り起すことによつて斜め下方に
突出する状態とされており、この切り起し片１２
５の弾力でペーパー状電池４０に押付け接触され
るようになつている。

一方、第２図及び第３図において、１８は機器
ケース１０の下面側、つまり電池収納空間Ｃに収
納したペーパー状電池４０の一方のフイルム状電
極４１ｂに面する側に前記電池収納空間Ｃと対応
させて設けられた電池交換口であり、ペーパー状
電池４０の交換はこの電池交換口１８から行なわ
れるようになつている。

この電池交換口１８は、機器ケース１０の下部
シート１４と下面シート１５とにペーパー状電池
４０よりも若干大きな面積の開口１８ａ，１８ｂ
を設けて形成されたもので、下面シート１５の開
口１８ｂは下部シート１４の開口１８ａよりもわ
ずかに大きく形成されている。

８０は前記機器ケース１０の電池交換口１８を
覆う蓋シートであり、この蓋シート８０は、前記
下面シート１５の開口１８ｂ内に嵌り込む大きさ
の片面接着テープ（合成樹脂フイルムの片面全体
に粘性接着剤を塗布したもの）８１の接着面に、
前記下部シート１４の開口１８ａに嵌り込む大き
さの金属シート８２を接着したもので、前記接着
テープ８１の外周部（金属シート８２の周囲に突
出する部分）は機器ケース接着部とされている。

この蓋シート８０は、その周囲すなわち接着テ
ープ８１の外周部を下部シート１４の開口周縁部
（下面シート１５の開口１８ｂより内側に突出し
ている部分）の下面に接着することによつて電池
交換口１８を覆うように機器ケース１０に取付け
られるもので、前記接着テープ８１は機器ケース
１０の下面シート１５とほぼ等厚のものとされ、
金属シート８２は下部シート１４とほぼ等厚とさ
れている。

また、前記蓋シート８０の金属シート８２に
は、電池収納空間Ｃ内の下側導電リード６０の先
端部と対応する部分に、斜め上方に立上がる切り
起し片８３が形成されており、前記下側導電リー
ド６０は、その先端部を前記切り起し片８３で押
されて弾力的にペーパー状電池４０の下面に接触
されるようになつている。

第５図は機器ケース１０内の電池収納空間Ｃ内
にペーパー状電池４０を装填する状態を示したも
ので、ペーパー状電池４０は、前記下側導電リー
ド６０を引き起した状態で電池交換口１８から電
池収納空間Ｃに装填される。

この後は、前記上側導電リード６０を電池面に
重ね、次いで蓋シート８０を電池交換口１８に接
着すればよく、この蓋シート８０を接着すると、
蓋シート８０がその切り起し片８３で下側導電リ
ード６０の先端部を電池下面に押し付けるから、
ペーパー状電池４０は、蓋シート８０により下側
導電リード６０を介して支持されて電池上面を上
部シート１２下面の上側導電リード６０に接触さ
せた状態でガタつかないように保持される。

また、ペーパー状電池４０を交換する場合は、
蓋シート８０を剥ぎ取つてペーパー状電池４０を
取り出し、新しいペーパー状電池を上記と同様に
装填した後に再び蓋シート８０を電池交換口１８
に接着すればよい。なお、電池交換の繰り返えし
により蓋シート８０の接着テープ８１の接着力が
弱くなつた場合には、蓋シート８０またはその接
着テープ８１だけを新しいものと交換すればよ
い。

しかして、この小型電子式計算機においては、
電源電池として上記のような非常に薄いペーパー
状電池４０を使用し、かつこのペーパー状電池４
０をLSIチツプ２１等を取付けた配線基板２０の
配置位置を避けて機器ケース１０内に形成した電
池収納空間Ｃ内に収納することによつてLSIチツ
プ２１等とペーパー状電池４０とを上下に重なら
ないように配置しているから、小型電子式計算機
の厚さを大巾に薄くすることができる。

すなわち、一例をあげれば、この実施例では配
線基板２０の厚さを230μ、スペーサ５０の厚さ
を100μ、充填材１６の厚さを150μとして上部シ
ート１２と下部シート１４との間に高さ480μの
電池収納空間Ｃを確保することにより、この電池
収納空間Ｃ内に厚さ450μのペーパー状電池４０
とその上下面の電極に接触する一対の電源用導電
リード６０，６０が収まるようにするとともに、
上部シート１２と下部シート１４の厚さをそれぞ
れ100μ、上面シート１３の厚さを70μ、下面シー
ト１５の厚さを50μとしており、従つてこの小型
電子式計算機の総厚は800μ（0.8mm）であつて、太
陽電池を電源電池としているカード形電子式計算
機とほとんど変わらない厚さとなつている。ま
た、この小型電子式計算機は、クレジツトカード
と同じ平面寸法（85.5mm×54mm）とされている。

また、この小型電子式計算機では、機器ケース
１０に電池収納空間と対応させて電池交換口１８
を設け、この電池交換口１８を、周囲を電池交換
口１８の終縁部に剥離可能に接着した蓋シート８
０で覆つてこの蓋シート８０にペーパー状電池４
０を支持させているから、ペーパー状電池４０の
交換も蓋シート８０を剥がすだけで容易に行なう
ことができる。

なお、上記実施例では電池収納空間Ｃ内に設け
られてペーパー状電池４０の上面に接触する上側
導電リード６０を機器ケース１０の上部シート１
２に接着しているが、この上側導電リード６０
は、配線基板２０の一部を電池収納空間Ｃ内に導
入することによりこの配線基板面に形成してもよ
く、その場合も電池収納空間ＣをLSIチツプ２１
の配置位置を避けて形成しておけば、ペーパー状
電池４０をLSIチツプ２１と上下に重ならないよ
うに配置することができる。

また、上記実施例ではペーパー状電池４０の上
下面に電源用導電リード６０，６０を接触させる
ようにしているが、ペーパー状電池４０を第６図
及び第７図に示すように一方面の電極板（図では
正極板）４１ｂの一部を他方の面に導出して導電
リード接触部４７とした構造とすれば、ペーパー
状電池４０の片面においてその負極と正極とに電
源用導電リード６０，６０を接触させることがで
きる。この場合、一対の電源用リード６０，６０
は、機器ケース１０の上部シート１２に接着する
かあるいは電池収納空間に導入した配線基板に形
成してもよいし、その逆に一対の電池用リード６
０，６０を蓋シート８０によつてペーパー状電池
４０に押付け接触させるようにしてもよい。

また、上記実施例ではケース１０を枠体１１と
上部シート１２及び上面シート１３と下部シート
１４及び下面シート１５とを積層した構造として
いるが、前記枠体１１は上部シート１２あるいは
下部シート１４と一体のものとしてもよいし、ま
た前記上部シート１２と上面シート１４も一体の
ものとしてもよく、さらに前記下面シート１５は
これをなくしてもよい。

さらに、上記実施例では小型電子式計算機につ
いて説明したが、この発明は小型電子式計算機に
限らず、時計機能等を備えた電子ゲーム機やその
他の小型電子機器にも広く適用できるし、また、
機器ケース１０の下面シート１５に0.48mm程度の
高さのエンボス文字を形成してISO2894で規定さ
れるエンボス文字付クレジツトカードとして使用
したり、機器ケース１０面にストライプ状の磁気
記録部を設けて磁気式クレジツトカードとして使
用することもできる。

さらにまた、この発明によれば、一般にICカ
ードと呼ばれるクレジツトカードと同じ大きさお
よび厚さのカード形小型電子機器（マイクロコン
ピユータ機能とプログラムメモリ機能とデータメ
モリ機能とを備えた集積回路チツプを有し、使用
時に外部電源から電力を供給されて作動するも
の）に電源電池を内蔵させて、メモリバツクアツ
プ電源を内蔵したICカードとすることもできる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、釦型電池を使用するものと
同様に常時電源電池から集積回路チツプの回路に
電力を供給できるようにしたものでありながら、
機器の厚さを釦型電池を使用する小型電子機器よ
りも大巾に薄くすることができ、しかも電池の交
換も容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示した
もので、第１図は小型電子式計算機の外観斜視
図、第２図は第１図の−線に沿う拡大断面
図、第３図は小型電子式計算機の分解斜視図、第
４図はペーパー状電池の一部切開側面図、第５図
はペーパー状電池の装填方法を示す斜視図であ
る。第６図はペーパー状電池の変形例を示す外観
斜視図、第７図は第６図の−線に沿う拡大断
面図である。 １０……機器ケース、Ｃ……電池収納空間、１
８……電池交換口、２０……配線基板、２１……
LSIチツプ、４０……ペーパー状電池、４１ａ，
４１ｂ……電極板、４２……起電ユニツト、６０
……電源用導電リード、８０……蓋シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 集積回路チツプとその回路に電力を供給する
   電源電池とを備えた小型電子機器であつて、電源
   電池として一対のフイルム状電極間に起電ユニツ
   トを設けたペーパー状電池を用い、このペーパー
   状電池を機器ケース内に集積回路チツプの配置位
   置を避けてその側方に形成した電池収納空間内に
   収納するとともに、前記電池収納空間内にペーパ
   ー状電池の電極に接触する一対の電源用導電リー
   ドを設け、さらに機器ケースには前記ペーパー状
   電池の一方のフイルム状電極に面する側に前記電
   池収納空間と対応させて電池交換口を設け、この
   電池交換口は、周囲を電池交換口の周縁部に剥離
   可能に接着した蓋シートで覆うとともに、この蓋
   シートにペーパー状電池を支持させたことを特徴
   とする小型電子機器。