JPH054204Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は防爆形の密閉形電池に関するものであ
る。一般に密閉形電池においては、電解液や、電
池内で発生するガスの漏出、あるいは外気や湿気
の浸入を防ぐ為に非常に高い気密性が要求され
る。この様な理由から、ケースはできる限り強度
を持たせるのが好ましい。一方、例えばアルカリ
蓄電池の場合には、使用条件によつては、充電あ
るいは過放電時に電池内のガス圧が異常に上昇
し、ついに電池が破裂する危険が現実にありう
る。

従来、電池のこのような破裂を防止する為に次
の様な方法がとられてきた。円筒形密閉式Ni−
Cd電池においては、ゴムやスプリングを用いた
安全弁が用いられており、また一部の偏平形電池
においては、電池ケースの円板状端面の中央部に
Ｖ字形の溝を十文字に設けて安全弁とし、電池内
圧が異常に上昇した時にこれらの安全弁が作動し
て、ガスを外部に安全に放出するいわゆる防爆型
の密閉形電池となつていた。

しかし、前者の方法は、構造が複雑で、コスト
が高いという欠点を有し、また後者はリード片等
を取付る際、中央部にあるＶ字形溝の薄肉部に誤
つてスポツト溶接すると電池に穴を開けてしまう
という欠点を有していた。そのため後者の場合ス
ポツト時に電池の正確な位置決めが必要で生産コ
ストが高くなる要因となつていた。

本考案はかかる欠点を無くし、極めて簡便な方
法によつて密閉形電池に優れた防爆機能を付与す
るものであり、以下にその詳細を説明する。

円筒形あるいは偏平形の密閉形電池において
は、電池内の圧力が上昇した際、電池ケースの円
板状端面に最も応力が集中する。本考案はこの応
力が最も集中する部分に更に応力が集中しやすい
ように切り欠きを設けて安全弁とするもので、し
かも本考案によれば中心部には肉薄部がないため
リード片スポツト作業等がより簡便に行えるもの
である。

即ち、本考案においては電池ケースの円板状の
端面の周辺部に円弧状のＶ字形溝を設け、更にこ
の円弧状Ｖ字形溝に一端を有しその円弧の中心方
向へ直線状に配したＶ字溝を組合せて設けること
によつて、電池内圧が異常に上昇した際はＶ字形
溝の交点を中心に亀裂が生じてガスを外部へ安全
に排出し電池ケースの破裂を防止せんとするもの
である。

尚、電池のように、内部からガス圧等で均一な
力が作用した場合、円板の半径方向に破壊（異常
な変形）を生ずる。本考案では、円弧状溝の中心
に交わるように半径方向にＶ字状の溝を設け、こ
れによつて半径方向の変形を生じやすくさせて、
円弧状の溝との交点で確実に亀裂を生じさせるも
のである。

又、後述の実施例第１図に示すように、円板状
の電池端部２ケ所に円板中心点で点対称に配置
し、この複数配置で安全弁作動の信頼性を高める
場合には、半径方向のＶ字状溝が半径方向からず
れた方向になれば、刻印加工時のプレス圧力のバ
ランスがくずれ、加工精度の維持が困難となる。

以下実施例に基づいて詳細に述べる。

第１図は、最大外形23.2mm、高さ5.6mm、金属
製のケース材料の生地厚さ0.3mmの本考案による
偏平形電池ケースに設けたＶ字形溝の配置を示す
もので、１は電池ケースの円板状の端面で、２は
その側面、３は端面の周辺に沿つて円弧状に設け
たＶ字形溝、４は前記円弧状Ｖ字溝３の中央に一
端を有しその円弧の中心方向へ直線状に配したＶ
字形の溝で、実施例ではこれらＶ字溝を対称形に
２ケ設けた。第２図は本考案によるＶ字形溝を設
けた電池ケースの断面を示し、電池ケースと電池
フタ５とは６のシール材を塗布したパツキングを
介して、かしめることによつて密封している。

以上の如き本考案による密閉形電池において
は、電池の内圧が異常に上昇した場合、曲げ応力
及び剪断応力が円弧状と直線状に設けたＶ字形溝
の交点に集中する。よつてこの部分の耐圧を電池
封口部の耐圧よりも低く設定することで電池が破
裂する前に内圧を安全に解放できるものである。

このとき円弧状Ｖ字形溝の半径を、電池端面部
の半径との比で種々変えた時の、安全弁作動圧
（亀裂が発生する圧力、以下同様）の変化を調べ
た結果を第３図に示す。Ａはケースの厚みに対す
るＶ字形溝の深さの比が6/10、Ｂは8/10であり、
曲線の幅は作動のばらつきを示している。第３図
から、円弧状Ｖ字形溝の半径は、小さくなると、
作動圧が急に高くなりしかもばらつきも大きくな
ることがわかる。従つて、円弧状Ｖ字形溝の半径
は電池端面の半径の3/4（15/20）以上必要である
事がわかる。

本考案の安全弁の作動圧力はこのように円弧状
のＶ字状溝の半径方向の位置によつて影響を受け
る。特に電池端部円板の中心より3/4以下の位置
になると作動圧が相対的に大きくなる。ここでバ
ラツキを考えると安全弁の形成は同形状の突起を
有する刻印を打つことで行うが、実際には刻印の
位置が加工時にずれて、これが作動圧のバラツキ
の原因となる。このズレの発生が、作動圧が相対
的に大きくなる3/4以下の位置では、ズレによる
作動圧の変化も大きくなる。一方、3/4以上の領
域であれば、第３図からも明らかなように半径方
向（横軸）の変化に対して作動圧の変化は極めて
小さいために、位置のズレによる作動圧のバラツ
キも少ない。

次にＶ字形溝の深さを、電池ケースの生地厚さ
に対する比で変えた時の作動圧の変化を調べたと
ころ第４図に示すような関係が得られた。なお、
Ｃは円弧状Ｖ字形溝の半径が電池端面の半径の1
６／２０の場合、Ｄは18/20の場合であり、曲線の幅
は、作動圧のばらつきを示している。Ｖ字形溝の
深さは、浅くなると、作動圧が高くなりばらつき
も非常に大きくなる事がわかる。また図には示さ
ないが、9/10よりも深くなると溝の加工時に不良
が発生し易く、また強度的にも弱くなるため実用
に敵さない。従つてＶ字形溝の深さは、ケースの
生地厚さの6/10〜9/10が最も好ましい事がわかつ
た。

尚、実施例では偏平形の密閉形電池について述
べたが、円筒形でも同様の効果を得る事は言うま
でもない。またＶ字形溝は１ケ所でも充分本考案
の効果を得られるが、２ケ所以上の複数個であれ
ば信頼性が一層向上する。また本実施例において
は円板状端面の中心部には肉薄部がないため、リ
ードポツト作業が非常に行いやすい。

以上、本考案は電池ケースを構成する円板状の
端面の周辺部に円弧状のＶ字形溝と、更にこの円
弧状Ｖ字形溝に一端を有し円弧の中心方向へ直線
状に配したＶ字形溝とを組み合せて設け、しかも
円弧状Ｖ字形溝の半径を、電池端面の半径の3/4
以上とし、Ｖ字形溝の深さをケースの厚さの3/5
〜9/10とする事によつて簡単な加工でしかも信頼
性が高くリードスポツト作業がより行いやすい防
爆形の密閉形電池を得る事が可能となつた。また
ガスを外部に放出する作動圧力は、円弧状Ｖ字形
溝の半径と、Ｖ字形溝の深さを調整する事で任意
に変える事が出来、その実用的価値は極めて大き
い。

尚、円弧部分が短いと作動圧が大きくなり、ま
たバラツキも大きくなる。長すぎると電池ケース
としての強度が低下する。また、直線部の長さも
短いと作動圧が大きくなり、またバラツキも大き
くなり、コントロールが難しくなる。一方、長す
ぎるとケースの強度が低下するとともに、中心部
のスペースが本考案の目的（接続片のスポツト部
の確実等）が達成できなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる密閉形電池のＶ字形溝
の配置を示す図、第２図は本考案電池用ケースの
断面を示す図である。第３図は円弧状溝の半径と
作動圧の関係を示す図で、Ａはケース厚みに対す
る溝の深さの比が6/10、Ｂは8/10の場合を示す。
第４図はＶ字形溝の深さと作動圧の関係を示す図
で、Ｃは円弧状溝の半径が電池端面の半径の16/2
０の場合、Ｄは18/20の場合である。 １……電池ケースの円板状の端面、２……電池
ケースの側面、３……円弧状のＶ字形溝、４……
直線状のＶ字形溝、５……電池フタ、６……パツ
キング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電池ケースを構成する円板状の端面の周辺部に
   断面がＶ字形の溝を円弧状に設け、更にその円弧
   状のＶ字形溝の中央に一端を有し、その円弧の中
   心方向へ直線状に配した断面がＶ字形の溝を組合
   せて設けてなる密閉電池であつて、該円弧状のＶ
   字形溝の半径が電池ケースの円板状端面の半径の
   ３／４以上であり、Ｖ字形溝の深さが電池ケースの
   厚さの3/5〜9/10であることを特徴とする密閉電
   池。