CONTACTOS DE BATERÍAS MOLDEADOS POR INSERCIÓN EN AISLANTE Y MÉTODO DE FABRICACIÓN.

MECANISMO DE CONTACTO QUE PROPORCIONA UN CONTACTO FIABLE ENTRE UN BLOQUE DE PILAS Y UN DISPOSITIVO ELECTRONICO.

EL MECANISMO INCLUYE VARIAS PIEZAS DE CONTACTO Y UN AISLANTE MOLDEADO PARA QUE TOQUE LAS PIEZAS. PREFERENTEMENTE, LAS PIEZAS DE CONTACTO INCLUYEN UNA PIEZA DE CONTACTO POSITIVO Y OTRA DE CONTACTO NEGATIVO QUE TIENEN UNA SUPERFICIE SOLDABLE Y UNA SELECTIVAMENTE LAMINADA. LAS SUPERFICIES SOLDABLES ESTAN SOLDADAS A LOS BORNES POSITIVOS Y NEGATIVOS DEL BLOQUE DE PILAS RESPECTIVAMENTE. LAS SUPERFICIES SELECTIVAMENTE LAMINADAS ESTAN LAMINADAS PREFERENTEMENTE CON ORO PARA GARANTIZAR UNA BUENA CONEXION ENTRE EL DISPOSITIVO Y EL BLOQUE DE PILAS, EL AISLADOR SIRVE PARA FIJAR LAS PIEZAS DE CONTACTO EN RELACION UNA CON LA OTRA. ADEMAS, EL AISLADOR FACILITA LA MINIMACION DEL TAMAÑO DEL BLOQUE DE PILAS PERMITIENDO QUE LOS CONTACTOS SE SITUEN MUY CERCA UNOS DE OTROS

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US1997/016040.

Solicitante: ERICSSON INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 6300 LEGACY, MS EVW 2-C-2 PLANO, TX 75024 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: SNYDER, THOMAS, D.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 11 de Septiembre de 1997.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01M2/10C2C
  • H01M2/20 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 2/00 Detalles de construcción o procesos de fabricación de partes no activas. › Conexiones conductoras de corriente para las celdas.
  • H01M2/20D2

Clasificación PCT:

  • H01M2/10 H01M 2/00 […] › Monturas; Dispositivos de suspensión; Amortiguadores; Dispositivos de sujeción o de transporte; Soportes (combinación estructural de acumuladores con aparatos para la carga H01M 10/46).
  • H01M2/20 H01M 2/00 […] › Conexiones conductoras de corriente para las celdas.

Clasificación antigua:

  • H01M2/10 H01M 2/00 […] › Monturas; Dispositivos de suspensión; Amortiguadores; Dispositivos de sujeción o de transporte; Soportes (combinación estructural de acumuladores con aparatos para la carga H01M 10/46).
  • H01M2/20 H01M 2/00 […] › Conexiones conductoras de corriente para las celdas.

Países PCT: Bélgica, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Suecia, Finlandia.

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Fragmento de la descripción:

Contactos de baterías moldeados por inserción en aislante y método de fabricación. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general a una conexión eléctrica entre un paquete de batería y un dispositivo electrónico y, en particular, a un conjunto de contacto de batería moldeado por inserción que incluye superficies metalizadas para su conexión a un dispositivo electrónico. La presente invención se refiere también a un método de fabricar un conjunto de contacto y a un paquete de batería para un dispositivo electrónico. En el diseño de un conjunto de contacto de batería para un dispositivo electrónico tal como un teléfono móvil u otros, un objetivo es proporcionar contacto en un mínimo espacio con el mínimo coste, siendo al mismo tiempo fácil de fabricar en volumen elevado y por supuesto cumpliendo los requisitos mecánicos y eléctricos para la funcionalidad. Una conexión de dispositivo de batería típicamente tiene un elemento de contacto sólido y un elemento de contacto de resorte. El elemento de resorte es normalmente la parte más cara y que ocupa más espacio, de modo que para minimizar el tamaño de la batería, esta mitad de la conexión es a menudo puesta en el dispositivo. Además, se fabrica y compra un número de baterías significativamente mayor que el de los propios dispositivos, y supone un ahorro de coste considerable el poner el elemento de resorte más caro en el dispositivo en lugar de incluirlo con el paquete de batería. Típicamente, existe también un requisito de metalizar con oro las superficies de acoplamiento del contacto. La conexión y la metalización se consiguen de varias maneras, que incluyen elementos de resorte de espiral y láminas, miembros de contacto planos, rígidos, y contacto directo con los extremos de las celdas. Las soluciones de contacto anteriores no proporcionaban diseños óptimos para solventar las carencias observadas anteriormente. En particular, el tamaño de la batería no era adecuado para los contactos de resorte en la batería. Además, otras soluciones carecían de aislamiento entre el contacto positivo y la celda negativa y viceversa o entre los propios contactos positivo y negativo, resultando en un riesgo de cortocircuito. Existen aplicaciones en las que se proporciona aislamiento entre contactos y celdas, pero estas aplicaciones implican componentes de conjunto, etapas, complejidad y coste añadidos. Del documento US 5.509.813 se conoce un conjunto de contacto embebido en un aislante, que comprende una pluralidad de miembros de contacto. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Es por lo tanto un objeto de la invención proporcionar un conjunto de contacto de batería moldeado, un paquete de batería y un método que solucione los inconvenientes asociados con los diseños anteriores. Otro objeto es proporcionar un conjunto de contacto de batería que ayude a minimizar el tamaño y el coste del paquete de batería aun permitiendo que el diseño sea fabricado de manera eficiente. Este objeto es resuelto de acuerdo con la presente invención tal como se define en las reivindicaciones 1, 12, 14 y 22, respectivamente. Realizaciones ventajosas se proporcionan en las reivindicaciones adjuntas. De acuerdo con la presente invención, un conjunto de contacto de batería se forma mediante contactos estampados mediante moldeo por inserción en una fina capa de plástico. Aunque el plástico añade algún espesor al tamaño del contacto, no añade etapas de fabricación que incluyen insertar una capa separada de aislamiento entre los contactos y celdas. Además, el moldeo por inserción reduce las tolerancias de situación y permite que se dispongan contactos de diferente potencial más cerca uno de otro. El diseño de acuerdo con la invención ayuda a minimizar no sólo los propios contactos de batería, sino que permite un diseño de contacto de acoplamiento más pequeño en el lado del transceptor, minimizando así toda la interfaz del contacto del dispositivo de batería. En un dispositivo electrónico diseñado para celdas de litio, un tercer o más contacto adicional es añadido al paquete de batería. Típicamente, implica la adición de otro contacto en el mismo diseño, que no requiere la mecanización adicional de un nuevo diseño de contacto. La presente invención se configura fácilmente para permitir la utilización de un paquete de batería de NiCd con un dispositivo que está diseñado para celdas de litio. Con el fin de añadir un tercer contacto entre los dos contactos originales, la separación entre contactos se mantiene como máximo a 0,5 mm. Con contactos separados, es difícil y a menudo imposible disponer contactos con el ajuste de tolerancia suficiente para permitir una separación de 0,5 mm. La única manera segura de hacer esto es tener un aislador entre los contactos que no pueda descolocarse durante el ensamblaje o durante un uso ordinario. Puesto que el aislador de acuerdo con la presente invención es una parte del conjunto de contacto final, las tolerancias de ensamblaje normales asociadas con la colocación y la fijación de un contacto separado se eliminan, permitiendo un menor paquete global con una mayor fiabilidad en la protección frente a un cortocircuito. 2 E97941014 24-10-2011   La estructura de plástico permite también la colocación próxima de un contacto positivo sobre la celda negativa sin riesgo de cortocircuito. En el pasado, uno de los problemas geométricos de que los contactos estuviesen diseñados alrededor era que un contacto de un potencial no podría estar situado sobre una celda de otro potencial sin una pieza aisladora añadida, que tenía que ser situada y sujeta con mucho cuidado y durante la fijación de los contactos. Este proceso es difícil y caro. El aislador de acuerdo con la presente estructura es una parte integral del conjunto de contacto, eliminando así complejidad, tolerancias de colocación y consideraciones normales del ensamblaje del paquete de batería. El plástico proporciona también soporte para el contacto, lo que resulta ventajoso por varias razones. En primer lugar, proporciona un respaldo firme para el lado fijo de la conexión del dispositivo de batería. Esto permite el uso de materiales de contacto de un metal relativamente blando, que son a menudo menos caros, más delgados y más fácilmente soldables a las celdas. El plástico protege también los contactos de metal durante el transporte y durante el proceso de ensamblaje, lo que potencialmente aumenta el rendimiento, puesto que habrá menos contactos dañados que deberán ser desechados. El plástico podría ser también provisto de funciones de colocación adicionales tales como adaptación a la forma de las celdas de las baterías para ayudar más a eliminar la complejidad del ensamblaje y las tolerancias y para permitir un ensamblaje automatizado. En una realización de ejemplo, los objetos de la invención son alcanzados proporcionando un conjunto de contacto que incluye una pluralidad de miembros de contacto, y un aislador moldeado a los miembros de contacto que fija los miembros de contacto uno respecto a otro. El conjunto incluye un lado de dispositivo y un lado de batería, en el que las superficies metalizadas selectivamente están dispuestas en el lado del dispositivo, y el aislador es moldeado al lado de batería. A este respecto, las superficies metalizadas selectivamente definen una anchura de contacto de dispositivo donde el aislador se dispone substancialmente a través de la anchura del contacto del dispositivo. La pluralidad de los miembros del contacto puede incluir un miembro de contacto positivo y un miembro de contacto negativo, que tienen cada uno una superficie soldable y una superficie metalizada selectivamente. Cada uno de los miembros del contacto incluye preferiblemente un área escalonada y una porción intermedia de la misma entre la superficie soldable y la superficie metalizada de manera selectiva, respectivamente. El aislador está dispuesto substancialmente adyacente a las superficies metalizadas selectivamente entre las áreas escalonadas. Un externo interior del miembro de contacto positivo está separado de un extremo interior del miembro de contacto negativo al menos 0,5 mm. El miembro de contacto positivo y el miembro de contacto negativo están preferiblemente formados de níquel y las superficies metalizadas selectivamente están preferiblemente metalizadas con oro. Un portador puede estar provisto formado integral con los miembros de contacto positivo y negativo. A este respecto, el portador incluye líneas de rotura entre el portador y los miembros de contacto. Miembros de fijación alternativos pueden ser proporcionados para fijar el conjunto del contacto para soldar a un paquete de batería. Por ejemplo, los medios de fijación pueden incluir una muesca de fijación formada en el aislador que está conformado para recibir un poste de fijación para soldar....

 


Reivindicaciones:

un miembro de contacto positivo (20) y un miembro de contacto negativo (26) que tienen cada uno una superficie soldable (22, 28) y una superficie metalizada selectivamente (24, 30); un aislador (32) moldeado a los citados miembros de contacto, fijando el citado aislador los citados miembros de contacto uno con respecto a otro; y un portador (40) formado integral con el citado miembro de contacto positivo y el citado miembro de contacto negativo e incluyendo líneas de score (42) entre el citado portador y los citados miembros de contacto. 2. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también medios de fijación para fijar el conjunto de contacto para su soldadura a un paquete de batería. 3. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el citado medio de fijación comprende una muesca de fijación formada en el citado aislador, estando la citada muesca de fijación conformada para recibir un poste de fijación para su soldadura. 4. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las citadas superficies metalizadas selectivamente definen una anchura de dispositivo de contacto, estando el citado aislador dispuesto substancialmente a través de la citada anchura del contacto del dispositivo. 5. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un lado de dispositivo y un lado de batería, estando las citadas superficies metalizadas selectivamente dispuestas sobre el citado lado del dispositivo, en el que el citado aislador está moldeado al citado lado de la batería. 6. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno del citado miembro de contacto positivo y el citado miembro de contacto negativo comprende un escalón en una porción intermedia del mismo entre la citada superficie soldable y la citada superficie metalizada selectivamente, respectivamente. 7. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el citado aislador está dispuesto substancialmente adyacente a las citadas superficies metalizadas selectivamente entre las citadas áreas escalonadas. 8. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el citado escalón define un espesor del conjunto de contacto. 9. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el citado aislador está contenido dentro del citado espesor. 10. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un extremo interior del citado miembro de contacto positivo está separado de un extremo interior del citado miembro de contacto negativo al menos 0,5 mm. 11. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado miembro de contacto positivo y el citado miembro de contacto negativo están formados de níquel, y en el que las citadas superficies metalizadas selectivamente están metalizadas con oro. 12. Un método de fabricación de un conjunto de contacto que incluye una pluralidad de miembros de contacto (20, 26) y un aislador (32) moldeado a los miembros de contacto, comprendiendo el método: estampar los miembros de contacto a partir de una lámina de material soldable, incluyendo la etapa de estampación un portador (40) formado integral con los miembros de contacto; formar líneas de rotura (42) entre el portador y los miembros de contacto; y moldear el aislador alrededor de los miembros de contacto. 13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende también, antes de la etapa de moldeo, la etapa de metalizar los miembros de contacto. 14. Un conjunto de contacto que comprende: un primer contacto embebido en un aislador (32); y un segundo contacto embebido en el citado aislador y separado del citado primer contacto, teniendo los citados contactos primero y segundo una superficie soldada expuesta y una superficie metalizada selectivamente. 6 E97941014 24-10-2011   15. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el citado aislador define un área de contacto del dispositivo, estando las citadas superficies metalizadas selectivamente dispuestas dentro de la citada área de contacto del dispositivo, y estando las citadas superficies soldables expuestas fuera de la citada área de contacto del dispositivo. 16. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el citado primer contacto está separado del citado segundo contacto como máximo 0,5 mm. 17. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el cada uno del citado primer miembro de contacto y del citado segundo miembro de contacto comprende un área escalonada en una porción intermedia de la misma entre la citada superficie soldable expuesta y la citada superficie metalizada selectivamente, respectivamente. 18. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el citado primer miembro de contacto y el citado segundo miembro de contacto están formados de níquel, y en el que las citadas superficies metalizadas selectivamente están metalizadas con oro. 19. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende también un portador formado integral con el citado miembro de contacto y el citado segundo miembro de contacto y que incluye líneas de rotura entre el citado portador y los citados miembros de contacto. 20. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende también medios de fijación para fijar el conjunto de contacto para su soldadura a un paquete de batería. 21. Un conjunto de contacto de acuerdo con la reivindicación 20, en el que el citado medio de fijación comprende una muesca de fijación formada en el citado aislador, estando la citada muesca de fijación conformada para recibir un poste de fijación para la soldadura. 22. Un paquete de batería para un dispositivo electrónico, que comprende: al menos una celda que incluye un terminal de contacto positivo y un terminal de contacto negativo para poner en contacto correspondientes terminales positivo y negativo del dispositivo electrónico; y un conjunto de contacto que incluye una pluralidad de miembros de contacto (20, 26) embebidos en un aislador (32), estando uno de los citados miembros de contacto fijado al citado terminal de contacto positivo e incluyendo una superficie para poner en contacto al citado terminal positivo, y estando otro de los citados miembros del contacto fijado al citado terminal de contacto negativo e incluyendo una superficie para poner en contacto el citado terminal negativo; teniendo cada uno de los contactos una superficie soldable expuesta y una superficie metalizada selectivamente. 23. Un paquete de batería de acuerdo con la reivindicación 22, en el que el citado uno de la citada pluralidad de miembros del contacto y el citado otro de la citada pluralidad de miembros del contacto están soldados a la citada pluralidad de miembros del contacto y el citado otro de la citada pluralidad de miembros del contacto están soldados a los citados terminales positivo y negativo, respectivamente. 24. Un paquete de batería de acuerdo con la reivindicación 22, en el que un miembro de contacto de un potencial se extiende sobre el terminal de contacto de potencial opuesto al de al menos una celda. 25. Un paquete de batería de acuerdo con la reivindicación 22, en el que el citado uno de la citada pluralidad de miembros de contacto se extiende sobre el citado terminal de contacto negativo. 26. Un paquete de batería de acuerdo con la reivindicación 22, en el que el citado conjunto de contacto es no plano. 7 E97941014 24-10-2011   8 E97941014 24-10-2011   9 E97941014 24-10-2011   E97941014 24-10-2011   11 E97941014 24-10-2011

 

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