アルカリ電池
【課題】防爆機能の作動スペースが小さくても内圧上昇時に防爆機能が確実に作動するアルカリ電池を提供する。
【解決手段】正極端子及び負極端子のうち一方極端子を兼ねる容器１と、前記容器１内に収納される正極及び負極と、前記容器１の開口部に封口ガスケット８を介してカシメ固定された他方極端子板７と、前記他方極端子板７と電気的に接している他方極集電棒１７とを備えたアルカリ電池であって、前記封口ガスケット８は、前記他方極集電棒１７が挿入されるボス部９と、前記容器１の開口部と前記他方極端子板７との間に配置される筒状外壁部１０と、前記ボス部９と前記筒状外壁部１０とを連結する鍔部１１とを具備し、前記鍔部１１は、環状の弁膜１２と、前記弁膜１２の周囲から前記他方極端子板側に屈曲した屈曲部１４とを有し、前記屈曲部１４は、前記弁膜側の辺部が反対側の辺部に比較して長く、かつ肉厚である。
【解決手段】正極端子及び負極端子のうち一方極端子を兼ねる容器１と、前記容器１内に収納される正極及び負極と、前記容器１の開口部に封口ガスケット８を介してカシメ固定された他方極端子板７と、前記他方極端子板７と電気的に接している他方極集電棒１７とを備えたアルカリ電池であって、前記封口ガスケット８は、前記他方極集電棒１７が挿入されるボス部９と、前記容器１の開口部と前記他方極端子板７との間に配置される筒状外壁部１０と、前記ボス部９と前記筒状外壁部１０とを連結する鍔部１１とを具備し、前記鍔部１１は、環状の弁膜１２と、前記弁膜１２の周囲から前記他方極端子板側に屈曲した屈曲部１４とを有し、前記屈曲部１４は、前記弁膜側の辺部が反対側の辺部に比較して長く、かつ肉厚である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状アルカリ乾電池のようなアルカリ電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来アルカリ電池のボス部の外周周縁部に薄膜部を形成した封口ガスケットは、ボス部の外周周縁部に形成した薄膜部と筒状外壁部を連結する鍔状の連結部が、ボス部中心線に対し垂直もしくは外周に近づくほど負極端子から離れる方向へ傾斜していた。この傾斜は、セパレータ内の固形物がセパレータ外にこぼれ出ないようにセパレータ開口部を支えるために好都合であり多くの電池メーカーで採用されている。
【０００３】
逆装填などにより電池が充電され、電池の内圧が上昇した場合、薄膜部とそれに連結した鍔部が変形し、所定の圧力を超えた場合に薄膜部が破断し、効率良く内部のガスを放出することにより防爆機能を発現させることが行われている。
【０００４】
一方、アルカリ電池は、近年の携帯用機器の増加や、長寿命化の要望が強いことから、内容物の最適化や、さまざまな添加剤の検討が行なわれているが、電池構造を改良し、内容積そのものを増やす検討も行なわれている。
【０００５】
防爆機能を備えたアルカリ電池の封口ガスケットに必要な機能としては、電池内部を密封口することと、電池内圧が所定の圧力を超えた場合に確実に作動する防爆機能を有することであり、電池内容積を増やすためには、より省スペースな構造であることが求められる。
【０００６】
省スペースで、封口性が確保され、かつ防爆機能を有するアルカリ電池の一例として、例えば、特許文献１に記載のアルカリ電池が挙げられる。特許文献１に記載のアルカリ電池の防爆機能では、ボス部６の周囲に薄肉の安全弁６２が形成され、この安全弁６２の周囲に円盤状の連結部６３が形成されており、連結部６３の負極端子側の面に複数個のリブ６４が設けられている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の防爆機能では、連結部６３全体がガス圧で撓むことによって安全弁６２が破断するため、連結部６３の変形に必要なスペースを大きく取る必要があり、省スペース化には不利である。また、省スペース化のために負極端子３と封口ガスケットとの距離を狭くすると、安全弁６２が破断する前に、撓んだ連結部６３が負極端子３と接し、安全弁６２が確実に作動しなくなる。
【特許文献１】特開２００３−２１７５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、防爆機能の作動スペースが小さくても内圧上昇時に防爆機能が確実に作動するアルカリ電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るアルカリ電池は、正極端子及び負極端子のうち一方極端子を兼ねる容器と、前記容器内に収納される正極及び負極と、前記容器の開口部に封口ガスケットを介してカシメ固定された他方極端子板と、前記他方極端子板と電気的に接している他方極集電棒とを備えたアルカリ電池であって、
前記封口ガスケットは、前記他方極集電棒が挿入されるボス部と、前記容器の開口部と前記他方極端子板との間に配置される筒状外壁部と、前記ボス部と前記筒状外壁部とを連結する鍔部とを具備し、
前記鍔部は、環状の弁膜と、前記弁膜の周囲から前記他方極端子板側に屈曲した屈曲部とを有し、前記屈曲部は、前記弁膜側の辺部が反対側の辺部に比較して長く、かつ肉厚であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、防爆機能の作動スペースが小さくても内圧上昇時に防爆機能が確実に作動するアルカリ電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図８に示すように、正極缶３１に帽子形の負極端子板３２を封口ガスケット３３を介してカシメ固定するアルカリ電池において、省スペースであることだけを考慮した場合、封口ガスケット３３の構造は、負極端子板３２の内面に密着させた構造であることが好ましい。
【００１２】
さらに封口性を考慮した場合、封口ガスケット３５として、図９に示すように、負極集電棒３４が圧入貫通されるボス部３６と、筒状外壁部３７と、ボス部３６と筒状外壁部３７とを連結する鍔部３８の外周付近に設けられた環状の溝部３９とを有するものが望ましい。また、負極端子板４０には、皿型の蓋体で、上面に負極端子となる突起４０ａが形成されているものが望ましい。封口ガスケット３５を正極缶３１の開口部に配置し、負極端子板４０の周縁を封口ガスケット３５の環状の溝部３９内に挿入し、正極缶３１の開口部の上端を封口ガスケット３５の筒状外壁部３７の上端と共にカシメ加工により内方に折り曲げることによって、良好な封止性が得られる。また、ボス部３６の長さと筒状外壁部３７の長さは、各種シール剤との組み合わせにより必要最低限の長さを確保することが望ましい。
【００１３】
次に、防爆機能を付加するためには、破断する箇所と内圧上昇により変形する部分を設ける必要がある。この一例を図１０〜図１２に示す。
【００１４】
図１０に示すように、封口ガスケット３５の鍔部３８をフラットな形状にして、負極端子板４０との間に空間を設ける。また、鍔部３８のうちボス部３６の周囲の厚さを薄くして環状の薄膜部（弁膜）４１を形成する。さらに、負極端子板４０にガス抜き孔４２を設ける。
【００１５】
しかしながら、図１０に示すような構成のアルカリ電池によると、内圧上昇時に薄膜部４１と連結する連結部が全体的に撓むために変形量としては多く、薄膜部４１が破断する以前に連結部が負極端子板４０の内面に接触しやすく、薄膜部４１が所定の圧力で破断し難くなる。また、連結部が変形するためのスペースを十分に確保すると、電池内容積の向上に不利となる。
【００１６】
図１０に示す構成の封口ガスケット３５で内圧が上昇し薄膜部４１が破断するときの挙動を詳細に調査した結果、図１１に示すように、内圧が上昇するとともにボス部３６周囲の薄膜部４１とそれに連結する部分が変形していき、薄膜部４１がそれ以上伸びることができなくなったときに図１２に示すように破断し防爆機能が発現することがわかった。このとき、もっとも変化量の大きい部位は薄膜部４１ではなく、連結部の中央付近であることがわかった。逆にいえば、連結部の外周側の変化量は、連結部中央付近の変化量と比較して少ない変化量であることが明らかとなった。
【００１７】
薄膜部とそれに連結する連結部の内圧上昇時の挙動調査から、連結部の外周側には防爆機能が作動する際に必要な作動スペースは内周側のそれに比較して少なくできることが明らかとなり、省スペース化を実現するために削減可能なスペースであることを見出した。
【００１８】
本願発明のように、封口ガスケットのボス部と筒状外壁部とを連結する鍔部に、環状の弁膜を形成し、弁膜の周囲から他方極端子板（例えば負極端子板）側に屈曲した屈曲部を設け、屈曲部の弁膜側の辺部を反対側の辺部に比較して長くすると共に厚くすることによって、内圧上昇時、ガス圧が弁膜側辺部に集中するものの、弁膜側辺部が厚くて長いため、撓むというよりは寧ろ、上方にほぼ平行移動することで弁膜を破断させることができる。よって、弁膜を破断させるのに鍔部を撓ませる必要がなく、また、鍔部全体を変形させる必要もないため、弁膜の破断に要する鍔部の変形量を少なくすることができ、作動スペースを小さくして電池内容積の増加を図ることができると共に、防爆機能の作動をより確実なものとすることができる。
【００１９】
上記構造の封口ガスケットで作動スペースを極限まで減らした場合、内圧上昇により弁膜が破断した際に、ガスケット鍔部が端子板内面に密着し、効率良く外部にガスを放出することが困難となる場合がある。鍔部の他方極端子板と対向する面に複数の突起を設けることによって、他方極端子板にガスケットが全面密着するのを回避することができ、ガス抜きの経路を確実に確保することができる。
【００２０】
本発明の第１の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るアルカリ乾電池を示す模式的な断面図である。図２〜図４は図１のアルカリ乾電池の防爆機構作動時の動作を示した模式図である。
【００２１】
正極缶１は、有底円筒状で、底面が外側に凸状に張り出しており、この凸部は正極端子２として機能する。また、正極缶１の開口部の下方には、後述する封口ガスケットが配置されるように内方に突出した段差３（ビード部）が設けられている。正極缶１は、例えば、ニッケルメッキまたはニッケル合金メッキ層を形成した冷間圧延鋼板材のような金属から形成することが可能である。
【００２２】
正極缶１の内周面のうち、段差３よりも下方に位置する部分には、黒鉛粉末を主成分とする導電性被膜（図示しない）が形成されている。
【００２３】
円筒形状の正極合剤４は、正極缶１内に収納され、その外周面が正極缶１の内面の導電性被膜と接している。正極合剤４は、例えば、二酸化マンガン粉末と黒鉛粉末を混合し、これを成形型を用いて所定の圧力で中空円筒状に加圧成形することにより得られる。有底円筒状のセパレータ５は、円筒状の筒紙の開口部に底紙を一体化させたものであり、正極合剤４の中空部内に配置されている。セパレータ５は、例えば、ビニロン及びＰＶＡ繊維の不織布から形成される。セパレータ５の開口部の上端は、後述する封口ガスケット８の屈曲部の短辺部分に沿って内方に折り曲げられている。これにより、セパレータ５の開口部を封口ガスケット８の鍔部１１で蓋をすることができ、セパレータ５内から内容物（後述するゲル状負極）がこぼれ出すのを回避することができる。
【００２４】
ゲル状負極６は、セパレータ５内に充填されている。ゲル状負極６には、例えば、無汞化亜鉛合金粉末、アルカリ電解液及びゲル化剤としてのポリアクリル酸を含むゲル状亜鉛負極を使用することができる。
【００２５】
負極端子板７は、正極缶１の封口板を兼ねているもので、正極缶１の開口部に封口ガスケット８を介してカシメ固定されている。ここで、開口部とは、段差３よりも上方に位置する部分をいう。
【００２６】
封口ガスケット８は、例えばナイロン６，６のようなポリアミド樹脂から形成されている。封口ガスケット８は、負極集電棒が挿入される円筒状のボス部９と、筒状の外壁部１０と、ボス部９と筒状外壁部１０とを連結する鍔部１１とを備えるものである。筒状外壁部９は、正極缶１の開口部の内面と負極端子板７との間にカシメ加工によって圧縮状態で配置される。また、鍔部１１は、内部封口板として機能するものである。
【００２７】
鍔部１１のうちボス部９の周囲の厚さが最も薄くなっており、環状の弁膜１２として機能する。鍔部１１の周縁は、下方に陥没しており、環状の凹部１３が形成されている。これにより、筒状外壁部１０の高さを十分に確保することが可能になると共に、カシメ加工の際に正極缶１の半径方向に加わる力を環状凹部１３で吸収することができるため、カシメ加工時に弁膜１２が変形するのを防止することができる。この環状凹部１３は、正極缶１の段差３上に配置されている。
【００２８】
鍔部１１のうち、弁膜１２と環状凹部１３との間に位置する部分は、上方（負極端子側）に向かってへの字状に屈曲している。屈曲部１４のうち弁膜１２側の辺部（以下、長辺部分と称す）の長さＬ1が、反対側の辺部（以下、短辺部分と称す）の長さＬ2よりも長くなっている。ここで、長辺部分の長さＬ1は、鍔部１１の内面側（負極端子の反対側）から見て、弁膜１２と屈曲部１４との境界（厚さの変位点）から屈曲点までの長さをいう。一方、長さＬ2は、鍔部１１の内面側から見て、屈曲点から終点（図１，２の場合、屈曲部１４と平坦部１５の境界）までの長さをいう。また、屈曲部１４のうち、長辺部分Ｌ1の厚さは短辺部分Ｌ2の厚さに比して厚くなっている。
【００２９】
図１では、屈曲部１４の厚さが弁膜１２の厚さよりも厚くなっているが、屈曲部１４の短辺部分Ｌ2の厚さは弁膜１２の厚さと等しくても良い。なお、防爆機能を確実に作動させる観点からは、屈曲部１４の厚さが弁膜１２の厚さよりも厚いことが望ましい。
【００３０】
負極端子板７は、皿型の蓋体で、上面が凸状に張り出しており、凸部が負極端子として機能する。また、負極端子板７には、凸部（負極端子）を囲むように複数のガス抜き孔１６が開口されている。負極端子板７の周縁は、封口ガスケット８の環状凹部１３内に挿入されている。負極端子板７は、例えば、ニッケルメッキまたはニッケル合金メッキ層を形成した冷間圧延鋼板材のような金属から形成することが可能である。
【００３１】
正極缶１の開口部の上端は、封口ガスケット８の筒状外壁部１０の上端と共にカシメ加工によって内方に折り曲げられている。正極缶１は、封口ガスケット８挿入部分の径が若干大きめに加工してあり、そこに封口ガスケット８と負極端子板7を嵌め込み、縮径することで封口ガスケット８の筒状外壁部１０を圧縮状態とする。このとき、封口ガスケット８が中心（ボス部９）方向へ変形するが、封口ガスケット８の環状凹部１３の底面と平坦部１５とを連結する薄肉部分が変形するだけで、平坦部１５まで影響が及ばないため、弁膜１２の変形が抑制され、高い封口性を確保することができる。
【００３２】
例えば真鍮製の負極集電棒１７は、封口ガスケット８のボス部９に挿入されており、頭部が負極端子板７の内面に溶接されることで負極端子板７と電気的に接触し、かつ先端部がゲル状負極４に差し込まれている。
【００３３】
前述したようにガス発生により内圧が上昇した際にガス圧は内周側に集中するため、上述した構造のアルカリ乾電池によると、ガス圧を屈曲部１４の長辺部分Ｌ1に集中させることができる。その結果、図３に示すように、長辺部分Ｌ1は撓むというよりは寧ろガス圧で負極端子板７側に移動し、長辺部分Ｌ1が弁膜１２から引き千切られるようにして破断するため、弁膜１２の破断に必要な鍔部１１の変形量を小さくすることができる。その結果、防爆機能の作動に必要なスペースである負極端子板７と鍔部１１との間のスペースを小さくすることができ、省スペースにしても確実に破断させることが可能になる。破断後、図４に示すように、電池内のガスは、弁膜１２の破断箇所から負極端子板７のガス抜き孔１６を通して外部に放出されるため、電池の破裂を未然に防止することができる。
【００３４】
また、屈曲部１４を形成することによって、セパレータ５の開口端を屈曲部１４に沿って内方に折り曲げて屈曲部１４でセパレータ５の開口部を塞ぐことができるため、セパレータ５からゲル状負極がこぼれ出すのを抑制することが可能になる。
【００３５】
長辺部分Ｌ1の長さは、短辺部分Ｌ2の長さの１．５倍以上、３倍以下にすることが望ましい。これは以下に説明する理由によるものである。長辺部分Ｌ1の長さを短辺部分Ｌ2の長さの１．５倍未満にすると、内圧上昇時に長辺部分Ｌ1だけでなく短辺部分Ｌ2も高いガス圧を受けやすくなり、短辺部分Ｌ2がガス圧によって撓んで伸びてしまい、所定の内圧に達しても弁膜１２が破断しなくなる恐れがある。一方、長辺部分Ｌ1の長さが短辺部分Ｌ2の長さの３倍を超えると、長辺部分Ｌ1の内圧上昇時の変形量が多くなるため、弁膜１２が破断する前に長辺部分Ｌ1が負極端子板７の内面と接触し、所定の内圧に達しても弁膜１２が破断しなくなる恐れがある。
【００３６】
次いで、本発明に係る第２の実施形態について図５〜図７に示す。なお、前述した図１で説明したのと同様な部材については同符号を付して説明を省略する。
【００３７】
この第２の実施形態に係るアルカリ乾電池は、封口ガスケット８の負極端子板側の面に突起を設けること以外は、前述した図１に示すアルカリ乾電池と同様な構造を有するものである。
【００３８】
複数の外周側リブ２０は、封口ガスケット８の負極端子板側の面（図５，７の上面）に、屈曲点から長辺部分Ｌ1と短辺部分Ｌ2とに跨るように同心円状に配置されている。外周側リブ２０同士の間には、間隔が設けられている。複数の内周側リブ２１は、長辺部分Ｌ1のうち、外周側リブ２０の間に設けられた空間と対応する位置に同心円状に配置されている。
【００３９】
図５〜図７に示すように、封口ガスケット８の負極端子板側の面にリブ２０，２１を同心円状に設けることによって、ガス圧により鍔部１１が押し上げられた際にリブ２０，２１が負極端子板７の内面に接触することで負極端子板７の内面に鍔部１１が密着するのを回避することができ、ガス抜きの経路を確保することができる。また、内周側のリブ２１に外周側のリブ２０が対向しないように互いの位置をずらすことによって、ガスと一緒に噴出した負極活物質（例えば亜鉛合金粒子）が内周側のリブ２１と外周側のリブ２０の間の隙間を埋めてガス抜き経路を閉鎖するのを回避することができる。これにより、ガス拡散をスムーズに行うことが可能になる。
【００４０】
なお、前述した第１，第２の実施形態では、容器に形成する端子を正極端子とし、封口板に形成する端子を負極端子としたが、容器に形成する端子を負極端子とし、封口板に形成する端子を正極端子とすることも可能である。
【００４１】
また、前述した第１，第２の実施形態では、ボス部の周囲に近接して弁膜を設けたが、弁膜は、ボス部の周囲と筒状外壁部との間に形成されていれば良く、例えば、ボス部の周囲から少し離して弁膜を設けることも可能である。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４３】
［実施例］
以下、本発明の実施例を前述した図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
（実施例１）
ニッケル合金メッキ層を形成した冷間圧延鋼板材を使用し、正極缶を作製した。この正極缶の段差（ビード部）より下方に位置する部分の内周面に黒鉛粉末を主成分とする導電性被膜を形成した。
【００４５】
この正極缶内に、円筒状に加圧成形した正極合剤を充填した後、正極合剤の中空部に有底円筒状のセパレータを配置した。ゲル状亜鉛負極をセパレータ内に充填した後、前述した図５に示す構造のリブ付き封口ガスケットを正極缶の段差に配置した。
【００４６】
この封口ガスケットは外径が１３．７５ｍｍで、弁膜の厚さが０．２ｍｍで、屈曲部の長辺部分Ｌ1の厚さが０．４ｍｍで、短辺部分Ｌ2の厚さが０．２１ｍｍである。また、長辺部分Ｌ1の長さは１．５２ｍｍで、短辺部分Ｌ2の長さの１．８倍に相当する。
【００４７】
頭部に負極端子板が溶接された負極集電棒を封口ガスケットのボス部に挿入して貫通させ、その先端部をゲル状負極に差し込んだ。また、負極端子板の周縁を封口ガスケットの環状凹部に挿入した。
【００４８】
次いで、正極缶の開口部の上端を封口ガスケットの筒状外壁部と共にカシメ固定により内方に屈曲させることで封止し、前述した図７に示す構造を有するＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００４９】
（実施例２）
長辺部分Ｌ1の長さを１．４１ｍｍにして短辺部分Ｌ2の長さの１．５倍にすること以外は前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５０】
（実施例３）
長辺部分Ｌ1の長さを１．５９ｍｍにして短辺部分Ｌ2の長さの２倍にすること以外は前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５１】
（実施例４）
長辺部分Ｌ1の長さを１．９０ｍｍにして短辺部分Ｌ2の長さの３倍にすること以外は前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５２】
（比較例１）
屈曲部を形成せずに平坦部とし、平坦部の弁膜側から１．４ｍｍまでの厚さを０．４ｍｍとし、平坦部の残りの部分（０．６ｍｍ分、弁膜１２、環状凹部１３底面及び平坦部１５を除く）の厚さを０．２１ｍｍとして、平坦部の弁膜側を長辺厚肉部とした封口ガスケットを用いること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５３】
（比較例２）
二辺の長さがいずれも１．１７ｍｍと等しくなるように屈曲部を形成し、屈曲部の一方の辺部分（弁膜側）の厚さを０．４ｍｍの肉厚部とし、他方の辺部分の厚さを０．２１ｍｍの薄肉部とした封口ガスケットを用いること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５４】
（比較例３）
屈曲部の長辺部分Ｌ1の厚さが０．２１ｍｍで、短辺部分Ｌ2の厚さが０．４ｍｍである長辺部分Ｌ1が薄肉の封口ガスケットを用いること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５５】
得られた実施例１〜４及び比較例１〜３のアルカリ乾電池をそれぞれ１０００個ずつ用意し、充電器に装填して０．９Ａの電流で１時間充電した際に破裂した電池個数を測定し、その結果を下記表１に示す。
【表１】
【００５６】
表１から明らかなように、封口ガスケットの鍔部が弁膜の周囲から負極端子板側に向かって屈曲し、屈曲部の弁膜側の辺部が反対側の辺部よりも長くて肉厚になっている実施例１〜４のアルカリ乾電池によると、充電試験時の破裂数を少なくすることができた。
【００５７】
これに対し、比較例１〜３のアルカリ乾電池によると、充電時の破裂数が実施例１〜４に比較して多かった。これは、比較例１では、屈曲部を設けずに平坦部としたために、ガス圧で全体が撓んでしまい、弁膜が作動する前に平坦部が負極端子板の内面と接しやすかったためであると推測される。比較例２では、屈曲部の長さが等しかったために、ガス圧による応力が二辺にほぼ等しく拡散され、弁膜の破断が起き難くなったためであると考えられる。さらに、比較例３では、長辺部分の厚さが薄かったために長辺部分が撓みやすくなり、弁膜が作動する前に長辺部分が負極端子板の内面と接しやすかったためであると推測される。
【００５８】
以上詳述したように本発明によれば、内圧上昇時の確実な防爆機能の作動、封口性を確保した上で、省スペース化を実現し、電池内容積を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアルカリ乾電池を示す模式的な断面図。
【図２】図１のアルカリ乾電池の防爆機構部分を拡大した模式的な断面図。
【図３】図１のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【図４】図１のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るアルカリ乾電池が具備する封口ガスケットを示す断面図。
【図６】図５の封口ガスケットを示す部分平面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るアルカリ乾電池の防爆機構部分を拡大した模式的な断面図。
【図８】従来例のアルカリ乾電池の封口部分を拡大した模式的な断面図。
【図９】別な従来例のアルカリ乾電池の封口部分を拡大した模式的な断面図。
【図１０】さらに別な従来例のアルカリ乾電池の防爆機構部分を拡大した模式的な断面図。
【図１１】図１０のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【図１２】図１０のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【符号の説明】
【００６０】
１…正極缶、２…正極端子、３…段差、４…正極合剤、５…セパレータ、６…ゲル状負極、７…負極端子板、８…封口ガスケット、９…ボス部、１０…筒状外壁部、１１…鍔部、１２…弁膜、１３…環状凹部、１４…屈曲部、１５…平坦部、１６…ガス抜き孔、１７…負極端子棒、２０…外周側リブ、２１…内周側リブ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状アルカリ乾電池のようなアルカリ電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来アルカリ電池のボス部の外周周縁部に薄膜部を形成した封口ガスケットは、ボス部の外周周縁部に形成した薄膜部と筒状外壁部を連結する鍔状の連結部が、ボス部中心線に対し垂直もしくは外周に近づくほど負極端子から離れる方向へ傾斜していた。この傾斜は、セパレータ内の固形物がセパレータ外にこぼれ出ないようにセパレータ開口部を支えるために好都合であり多くの電池メーカーで採用されている。
【０００３】
逆装填などにより電池が充電され、電池の内圧が上昇した場合、薄膜部とそれに連結した鍔部が変形し、所定の圧力を超えた場合に薄膜部が破断し、効率良く内部のガスを放出することにより防爆機能を発現させることが行われている。
【０００４】
一方、アルカリ電池は、近年の携帯用機器の増加や、長寿命化の要望が強いことから、内容物の最適化や、さまざまな添加剤の検討が行なわれているが、電池構造を改良し、内容積そのものを増やす検討も行なわれている。
【０００５】
防爆機能を備えたアルカリ電池の封口ガスケットに必要な機能としては、電池内部を密封口することと、電池内圧が所定の圧力を超えた場合に確実に作動する防爆機能を有することであり、電池内容積を増やすためには、より省スペースな構造であることが求められる。
【０００６】
省スペースで、封口性が確保され、かつ防爆機能を有するアルカリ電池の一例として、例えば、特許文献１に記載のアルカリ電池が挙げられる。特許文献１に記載のアルカリ電池の防爆機能では、ボス部６の周囲に薄肉の安全弁６２が形成され、この安全弁６２の周囲に円盤状の連結部６３が形成されており、連結部６３の負極端子側の面に複数個のリブ６４が設けられている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の防爆機能では、連結部６３全体がガス圧で撓むことによって安全弁６２が破断するため、連結部６３の変形に必要なスペースを大きく取る必要があり、省スペース化には不利である。また、省スペース化のために負極端子３と封口ガスケットとの距離を狭くすると、安全弁６２が破断する前に、撓んだ連結部６３が負極端子３と接し、安全弁６２が確実に作動しなくなる。
【特許文献１】特開２００３−２１７５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、防爆機能の作動スペースが小さくても内圧上昇時に防爆機能が確実に作動するアルカリ電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るアルカリ電池は、正極端子及び負極端子のうち一方極端子を兼ねる容器と、前記容器内に収納される正極及び負極と、前記容器の開口部に封口ガスケットを介してカシメ固定された他方極端子板と、前記他方極端子板と電気的に接している他方極集電棒とを備えたアルカリ電池であって、
前記封口ガスケットは、前記他方極集電棒が挿入されるボス部と、前記容器の開口部と前記他方極端子板との間に配置される筒状外壁部と、前記ボス部と前記筒状外壁部とを連結する鍔部とを具備し、
前記鍔部は、環状の弁膜と、前記弁膜の周囲から前記他方極端子板側に屈曲した屈曲部とを有し、前記屈曲部は、前記弁膜側の辺部が反対側の辺部に比較して長く、かつ肉厚であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、防爆機能の作動スペースが小さくても内圧上昇時に防爆機能が確実に作動するアルカリ電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図８に示すように、正極缶３１に帽子形の負極端子板３２を封口ガスケット３３を介してカシメ固定するアルカリ電池において、省スペースであることだけを考慮した場合、封口ガスケット３３の構造は、負極端子板３２の内面に密着させた構造であることが好ましい。
【００１２】
さらに封口性を考慮した場合、封口ガスケット３５として、図９に示すように、負極集電棒３４が圧入貫通されるボス部３６と、筒状外壁部３７と、ボス部３６と筒状外壁部３７とを連結する鍔部３８の外周付近に設けられた環状の溝部３９とを有するものが望ましい。また、負極端子板４０には、皿型の蓋体で、上面に負極端子となる突起４０ａが形成されているものが望ましい。封口ガスケット３５を正極缶３１の開口部に配置し、負極端子板４０の周縁を封口ガスケット３５の環状の溝部３９内に挿入し、正極缶３１の開口部の上端を封口ガスケット３５の筒状外壁部３７の上端と共にカシメ加工により内方に折り曲げることによって、良好な封止性が得られる。また、ボス部３６の長さと筒状外壁部３７の長さは、各種シール剤との組み合わせにより必要最低限の長さを確保することが望ましい。
【００１３】
次に、防爆機能を付加するためには、破断する箇所と内圧上昇により変形する部分を設ける必要がある。この一例を図１０〜図１２に示す。
【００１４】
図１０に示すように、封口ガスケット３５の鍔部３８をフラットな形状にして、負極端子板４０との間に空間を設ける。また、鍔部３８のうちボス部３６の周囲の厚さを薄くして環状の薄膜部（弁膜）４１を形成する。さらに、負極端子板４０にガス抜き孔４２を設ける。
【００１５】
しかしながら、図１０に示すような構成のアルカリ電池によると、内圧上昇時に薄膜部４１と連結する連結部が全体的に撓むために変形量としては多く、薄膜部４１が破断する以前に連結部が負極端子板４０の内面に接触しやすく、薄膜部４１が所定の圧力で破断し難くなる。また、連結部が変形するためのスペースを十分に確保すると、電池内容積の向上に不利となる。
【００１６】
図１０に示す構成の封口ガスケット３５で内圧が上昇し薄膜部４１が破断するときの挙動を詳細に調査した結果、図１１に示すように、内圧が上昇するとともにボス部３６周囲の薄膜部４１とそれに連結する部分が変形していき、薄膜部４１がそれ以上伸びることができなくなったときに図１２に示すように破断し防爆機能が発現することがわかった。このとき、もっとも変化量の大きい部位は薄膜部４１ではなく、連結部の中央付近であることがわかった。逆にいえば、連結部の外周側の変化量は、連結部中央付近の変化量と比較して少ない変化量であることが明らかとなった。
【００１７】
薄膜部とそれに連結する連結部の内圧上昇時の挙動調査から、連結部の外周側には防爆機能が作動する際に必要な作動スペースは内周側のそれに比較して少なくできることが明らかとなり、省スペース化を実現するために削減可能なスペースであることを見出した。
【００１８】
本願発明のように、封口ガスケットのボス部と筒状外壁部とを連結する鍔部に、環状の弁膜を形成し、弁膜の周囲から他方極端子板（例えば負極端子板）側に屈曲した屈曲部を設け、屈曲部の弁膜側の辺部を反対側の辺部に比較して長くすると共に厚くすることによって、内圧上昇時、ガス圧が弁膜側辺部に集中するものの、弁膜側辺部が厚くて長いため、撓むというよりは寧ろ、上方にほぼ平行移動することで弁膜を破断させることができる。よって、弁膜を破断させるのに鍔部を撓ませる必要がなく、また、鍔部全体を変形させる必要もないため、弁膜の破断に要する鍔部の変形量を少なくすることができ、作動スペースを小さくして電池内容積の増加を図ることができると共に、防爆機能の作動をより確実なものとすることができる。
【００１９】
上記構造の封口ガスケットで作動スペースを極限まで減らした場合、内圧上昇により弁膜が破断した際に、ガスケット鍔部が端子板内面に密着し、効率良く外部にガスを放出することが困難となる場合がある。鍔部の他方極端子板と対向する面に複数の突起を設けることによって、他方極端子板にガスケットが全面密着するのを回避することができ、ガス抜きの経路を確実に確保することができる。
【００２０】
本発明の第１の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るアルカリ乾電池を示す模式的な断面図である。図２〜図４は図１のアルカリ乾電池の防爆機構作動時の動作を示した模式図である。
【００２１】
正極缶１は、有底円筒状で、底面が外側に凸状に張り出しており、この凸部は正極端子２として機能する。また、正極缶１の開口部の下方には、後述する封口ガスケットが配置されるように内方に突出した段差３（ビード部）が設けられている。正極缶１は、例えば、ニッケルメッキまたはニッケル合金メッキ層を形成した冷間圧延鋼板材のような金属から形成することが可能である。
【００２２】
正極缶１の内周面のうち、段差３よりも下方に位置する部分には、黒鉛粉末を主成分とする導電性被膜（図示しない）が形成されている。
【００２３】
円筒形状の正極合剤４は、正極缶１内に収納され、その外周面が正極缶１の内面の導電性被膜と接している。正極合剤４は、例えば、二酸化マンガン粉末と黒鉛粉末を混合し、これを成形型を用いて所定の圧力で中空円筒状に加圧成形することにより得られる。有底円筒状のセパレータ５は、円筒状の筒紙の開口部に底紙を一体化させたものであり、正極合剤４の中空部内に配置されている。セパレータ５は、例えば、ビニロン及びＰＶＡ繊維の不織布から形成される。セパレータ５の開口部の上端は、後述する封口ガスケット８の屈曲部の短辺部分に沿って内方に折り曲げられている。これにより、セパレータ５の開口部を封口ガスケット８の鍔部１１で蓋をすることができ、セパレータ５内から内容物（後述するゲル状負極）がこぼれ出すのを回避することができる。
【００２４】
ゲル状負極６は、セパレータ５内に充填されている。ゲル状負極６には、例えば、無汞化亜鉛合金粉末、アルカリ電解液及びゲル化剤としてのポリアクリル酸を含むゲル状亜鉛負極を使用することができる。
【００２５】
負極端子板７は、正極缶１の封口板を兼ねているもので、正極缶１の開口部に封口ガスケット８を介してカシメ固定されている。ここで、開口部とは、段差３よりも上方に位置する部分をいう。
【００２６】
封口ガスケット８は、例えばナイロン６，６のようなポリアミド樹脂から形成されている。封口ガスケット８は、負極集電棒が挿入される円筒状のボス部９と、筒状の外壁部１０と、ボス部９と筒状外壁部１０とを連結する鍔部１１とを備えるものである。筒状外壁部９は、正極缶１の開口部の内面と負極端子板７との間にカシメ加工によって圧縮状態で配置される。また、鍔部１１は、内部封口板として機能するものである。
【００２７】
鍔部１１のうちボス部９の周囲の厚さが最も薄くなっており、環状の弁膜１２として機能する。鍔部１１の周縁は、下方に陥没しており、環状の凹部１３が形成されている。これにより、筒状外壁部１０の高さを十分に確保することが可能になると共に、カシメ加工の際に正極缶１の半径方向に加わる力を環状凹部１３で吸収することができるため、カシメ加工時に弁膜１２が変形するのを防止することができる。この環状凹部１３は、正極缶１の段差３上に配置されている。
【００２８】
鍔部１１のうち、弁膜１２と環状凹部１３との間に位置する部分は、上方（負極端子側）に向かってへの字状に屈曲している。屈曲部１４のうち弁膜１２側の辺部（以下、長辺部分と称す）の長さＬ1が、反対側の辺部（以下、短辺部分と称す）の長さＬ2よりも長くなっている。ここで、長辺部分の長さＬ1は、鍔部１１の内面側（負極端子の反対側）から見て、弁膜１２と屈曲部１４との境界（厚さの変位点）から屈曲点までの長さをいう。一方、長さＬ2は、鍔部１１の内面側から見て、屈曲点から終点（図１，２の場合、屈曲部１４と平坦部１５の境界）までの長さをいう。また、屈曲部１４のうち、長辺部分Ｌ1の厚さは短辺部分Ｌ2の厚さに比して厚くなっている。
【００２９】
図１では、屈曲部１４の厚さが弁膜１２の厚さよりも厚くなっているが、屈曲部１４の短辺部分Ｌ2の厚さは弁膜１２の厚さと等しくても良い。なお、防爆機能を確実に作動させる観点からは、屈曲部１４の厚さが弁膜１２の厚さよりも厚いことが望ましい。
【００３０】
負極端子板７は、皿型の蓋体で、上面が凸状に張り出しており、凸部が負極端子として機能する。また、負極端子板７には、凸部（負極端子）を囲むように複数のガス抜き孔１６が開口されている。負極端子板７の周縁は、封口ガスケット８の環状凹部１３内に挿入されている。負極端子板７は、例えば、ニッケルメッキまたはニッケル合金メッキ層を形成した冷間圧延鋼板材のような金属から形成することが可能である。
【００３１】
正極缶１の開口部の上端は、封口ガスケット８の筒状外壁部１０の上端と共にカシメ加工によって内方に折り曲げられている。正極缶１は、封口ガスケット８挿入部分の径が若干大きめに加工してあり、そこに封口ガスケット８と負極端子板7を嵌め込み、縮径することで封口ガスケット８の筒状外壁部１０を圧縮状態とする。このとき、封口ガスケット８が中心（ボス部９）方向へ変形するが、封口ガスケット８の環状凹部１３の底面と平坦部１５とを連結する薄肉部分が変形するだけで、平坦部１５まで影響が及ばないため、弁膜１２の変形が抑制され、高い封口性を確保することができる。
【００３２】
例えば真鍮製の負極集電棒１７は、封口ガスケット８のボス部９に挿入されており、頭部が負極端子板７の内面に溶接されることで負極端子板７と電気的に接触し、かつ先端部がゲル状負極４に差し込まれている。
【００３３】
前述したようにガス発生により内圧が上昇した際にガス圧は内周側に集中するため、上述した構造のアルカリ乾電池によると、ガス圧を屈曲部１４の長辺部分Ｌ1に集中させることができる。その結果、図３に示すように、長辺部分Ｌ1は撓むというよりは寧ろガス圧で負極端子板７側に移動し、長辺部分Ｌ1が弁膜１２から引き千切られるようにして破断するため、弁膜１２の破断に必要な鍔部１１の変形量を小さくすることができる。その結果、防爆機能の作動に必要なスペースである負極端子板７と鍔部１１との間のスペースを小さくすることができ、省スペースにしても確実に破断させることが可能になる。破断後、図４に示すように、電池内のガスは、弁膜１２の破断箇所から負極端子板７のガス抜き孔１６を通して外部に放出されるため、電池の破裂を未然に防止することができる。
【００３４】
また、屈曲部１４を形成することによって、セパレータ５の開口端を屈曲部１４に沿って内方に折り曲げて屈曲部１４でセパレータ５の開口部を塞ぐことができるため、セパレータ５からゲル状負極がこぼれ出すのを抑制することが可能になる。
【００３５】
長辺部分Ｌ1の長さは、短辺部分Ｌ2の長さの１．５倍以上、３倍以下にすることが望ましい。これは以下に説明する理由によるものである。長辺部分Ｌ1の長さを短辺部分Ｌ2の長さの１．５倍未満にすると、内圧上昇時に長辺部分Ｌ1だけでなく短辺部分Ｌ2も高いガス圧を受けやすくなり、短辺部分Ｌ2がガス圧によって撓んで伸びてしまい、所定の内圧に達しても弁膜１２が破断しなくなる恐れがある。一方、長辺部分Ｌ1の長さが短辺部分Ｌ2の長さの３倍を超えると、長辺部分Ｌ1の内圧上昇時の変形量が多くなるため、弁膜１２が破断する前に長辺部分Ｌ1が負極端子板７の内面と接触し、所定の内圧に達しても弁膜１２が破断しなくなる恐れがある。
【００３６】
次いで、本発明に係る第２の実施形態について図５〜図７に示す。なお、前述した図１で説明したのと同様な部材については同符号を付して説明を省略する。
【００３７】
この第２の実施形態に係るアルカリ乾電池は、封口ガスケット８の負極端子板側の面に突起を設けること以外は、前述した図１に示すアルカリ乾電池と同様な構造を有するものである。
【００３８】
複数の外周側リブ２０は、封口ガスケット８の負極端子板側の面（図５，７の上面）に、屈曲点から長辺部分Ｌ1と短辺部分Ｌ2とに跨るように同心円状に配置されている。外周側リブ２０同士の間には、間隔が設けられている。複数の内周側リブ２１は、長辺部分Ｌ1のうち、外周側リブ２０の間に設けられた空間と対応する位置に同心円状に配置されている。
【００３９】
図５〜図７に示すように、封口ガスケット８の負極端子板側の面にリブ２０，２１を同心円状に設けることによって、ガス圧により鍔部１１が押し上げられた際にリブ２０，２１が負極端子板７の内面に接触することで負極端子板７の内面に鍔部１１が密着するのを回避することができ、ガス抜きの経路を確保することができる。また、内周側のリブ２１に外周側のリブ２０が対向しないように互いの位置をずらすことによって、ガスと一緒に噴出した負極活物質（例えば亜鉛合金粒子）が内周側のリブ２１と外周側のリブ２０の間の隙間を埋めてガス抜き経路を閉鎖するのを回避することができる。これにより、ガス拡散をスムーズに行うことが可能になる。
【００４０】
なお、前述した第１，第２の実施形態では、容器に形成する端子を正極端子とし、封口板に形成する端子を負極端子としたが、容器に形成する端子を負極端子とし、封口板に形成する端子を正極端子とすることも可能である。
【００４１】
また、前述した第１，第２の実施形態では、ボス部の周囲に近接して弁膜を設けたが、弁膜は、ボス部の周囲と筒状外壁部との間に形成されていれば良く、例えば、ボス部の周囲から少し離して弁膜を設けることも可能である。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４３】
［実施例］
以下、本発明の実施例を前述した図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
（実施例１）
ニッケル合金メッキ層を形成した冷間圧延鋼板材を使用し、正極缶を作製した。この正極缶の段差（ビード部）より下方に位置する部分の内周面に黒鉛粉末を主成分とする導電性被膜を形成した。
【００４５】
この正極缶内に、円筒状に加圧成形した正極合剤を充填した後、正極合剤の中空部に有底円筒状のセパレータを配置した。ゲル状亜鉛負極をセパレータ内に充填した後、前述した図５に示す構造のリブ付き封口ガスケットを正極缶の段差に配置した。
【００４６】
この封口ガスケットは外径が１３．７５ｍｍで、弁膜の厚さが０．２ｍｍで、屈曲部の長辺部分Ｌ1の厚さが０．４ｍｍで、短辺部分Ｌ2の厚さが０．２１ｍｍである。また、長辺部分Ｌ1の長さは１．５２ｍｍで、短辺部分Ｌ2の長さの１．８倍に相当する。
【００４７】
頭部に負極端子板が溶接された負極集電棒を封口ガスケットのボス部に挿入して貫通させ、その先端部をゲル状負極に差し込んだ。また、負極端子板の周縁を封口ガスケットの環状凹部に挿入した。
【００４８】
次いで、正極缶の開口部の上端を封口ガスケットの筒状外壁部と共にカシメ固定により内方に屈曲させることで封止し、前述した図７に示す構造を有するＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００４９】
（実施例２）
長辺部分Ｌ1の長さを１．４１ｍｍにして短辺部分Ｌ2の長さの１．５倍にすること以外は前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５０】
（実施例３）
長辺部分Ｌ1の長さを１．５９ｍｍにして短辺部分Ｌ2の長さの２倍にすること以外は前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５１】
（実施例４）
長辺部分Ｌ1の長さを１．９０ｍｍにして短辺部分Ｌ2の長さの３倍にすること以外は前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５２】
（比較例１）
屈曲部を形成せずに平坦部とし、平坦部の弁膜側から１．４ｍｍまでの厚さを０．４ｍｍとし、平坦部の残りの部分（０．６ｍｍ分、弁膜１２、環状凹部１３底面及び平坦部１５を除く）の厚さを０．２１ｍｍとして、平坦部の弁膜側を長辺厚肉部とした封口ガスケットを用いること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５３】
（比較例２）
二辺の長さがいずれも１．１７ｍｍと等しくなるように屈曲部を形成し、屈曲部の一方の辺部分（弁膜側）の厚さを０．４ｍｍの肉厚部とし、他方の辺部分の厚さを０．２１ｍｍの薄肉部とした封口ガスケットを用いること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５４】
（比較例３）
屈曲部の長辺部分Ｌ1の厚さが０．２１ｍｍで、短辺部分Ｌ2の厚さが０．４ｍｍである長辺部分Ｌ1が薄肉の封口ガスケットを用いること以外は、前述した実施例１で説明したのと同様な構成のアルカリ乾電池を組み立てた。
【００５５】
得られた実施例１〜４及び比較例１〜３のアルカリ乾電池をそれぞれ１０００個ずつ用意し、充電器に装填して０．９Ａの電流で１時間充電した際に破裂した電池個数を測定し、その結果を下記表１に示す。
【表１】
【００５６】
表１から明らかなように、封口ガスケットの鍔部が弁膜の周囲から負極端子板側に向かって屈曲し、屈曲部の弁膜側の辺部が反対側の辺部よりも長くて肉厚になっている実施例１〜４のアルカリ乾電池によると、充電試験時の破裂数を少なくすることができた。
【００５７】
これに対し、比較例１〜３のアルカリ乾電池によると、充電時の破裂数が実施例１〜４に比較して多かった。これは、比較例１では、屈曲部を設けずに平坦部としたために、ガス圧で全体が撓んでしまい、弁膜が作動する前に平坦部が負極端子板の内面と接しやすかったためであると推測される。比較例２では、屈曲部の長さが等しかったために、ガス圧による応力が二辺にほぼ等しく拡散され、弁膜の破断が起き難くなったためであると考えられる。さらに、比較例３では、長辺部分の厚さが薄かったために長辺部分が撓みやすくなり、弁膜が作動する前に長辺部分が負極端子板の内面と接しやすかったためであると推測される。
【００５８】
以上詳述したように本発明によれば、内圧上昇時の確実な防爆機能の作動、封口性を確保した上で、省スペース化を実現し、電池内容積を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアルカリ乾電池を示す模式的な断面図。
【図２】図１のアルカリ乾電池の防爆機構部分を拡大した模式的な断面図。
【図３】図１のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【図４】図１のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るアルカリ乾電池が具備する封口ガスケットを示す断面図。
【図６】図５の封口ガスケットを示す部分平面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るアルカリ乾電池の防爆機構部分を拡大した模式的な断面図。
【図８】従来例のアルカリ乾電池の封口部分を拡大した模式的な断面図。
【図９】別な従来例のアルカリ乾電池の封口部分を拡大した模式的な断面図。
【図１０】さらに別な従来例のアルカリ乾電池の防爆機構部分を拡大した模式的な断面図。
【図１１】図１０のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【図１２】図１０のアルカリ乾電池の防爆機構の作動メカニズムを説明するための模式図。
【符号の説明】
【００６０】
１…正極缶、２…正極端子、３…段差、４…正極合剤、５…セパレータ、６…ゲル状負極、７…負極端子板、８…封口ガスケット、９…ボス部、１０…筒状外壁部、１１…鍔部、１２…弁膜、１３…環状凹部、１４…屈曲部、１５…平坦部、１６…ガス抜き孔、１７…負極端子棒、２０…外周側リブ、２１…内周側リブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子及び負極端子のうち一方極端子を兼ねる容器と、前記容器内に収納される正極及び負極と、前記容器の開口部に封口ガスケットを介してカシメ固定された他方極端子板と、前記他方極端子板と電気的に接している他方極集電棒とを備えたアルカリ電池であって、
前記封口ガスケットは、前記他方極集電棒が挿入されるボス部と、前記容器の開口部と前記他方極端子板との間に配置される筒状外壁部と、前記ボス部と前記筒状外壁部とを連結する鍔部とを具備し、
前記鍔部は、環状の弁膜と、前記弁膜の周囲から前記他方極端子板側に屈曲した屈曲部とを有し、前記屈曲部は、前記弁膜側の辺部が反対側の辺部に比較して長く、かつ肉厚であることを特徴とするアルカリ電池。
【請求項２】
前記屈曲部は、前記他方極端子板と対向する面に突起が形成されていることを特徴とする請求項１記載のアルカリ電池。
【請求項３】
前記弁膜側の辺部の長さは、前記反対側の辺部の長さの１．５倍以上、３倍以下であることを特徴とする請求項１または２記載のアルカリ電池。
【請求項１】
正極端子及び負極端子のうち一方極端子を兼ねる容器と、前記容器内に収納される正極及び負極と、前記容器の開口部に封口ガスケットを介してカシメ固定された他方極端子板と、前記他方極端子板と電気的に接している他方極集電棒とを備えたアルカリ電池であって、
前記封口ガスケットは、前記他方極集電棒が挿入されるボス部と、前記容器の開口部と前記他方極端子板との間に配置される筒状外壁部と、前記ボス部と前記筒状外壁部とを連結する鍔部とを具備し、
前記鍔部は、環状の弁膜と、前記弁膜の周囲から前記他方極端子板側に屈曲した屈曲部とを有し、前記屈曲部は、前記弁膜側の辺部が反対側の辺部に比較して長く、かつ肉厚であることを特徴とするアルカリ電池。
【請求項２】
前記屈曲部は、前記他方極端子板と対向する面に突起が形成されていることを特徴とする請求項１記載のアルカリ電池。
【請求項３】
前記弁膜側の辺部の長さは、前記反対側の辺部の長さの１．５倍以上、３倍以下であることを特徴とする請求項１または２記載のアルカリ電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２０２６３７（Ｐ２００６−２０２６３７Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４１５４（Ｐ２００５−１４１５４）
【出願日】平成１７年１月２１日（２００５．１．２１）
【出願人】（０００００３５３９）東芝電池株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２１日（２００５．１．２１）
【出願人】（０００００３５３９）東芝電池株式会社 (109)
【Ｆターム（参考）】
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