JPH09106804A - 電池の安全装置 - Google Patents

電池の安全装置

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JPH09106804A
JPH09106804A JP7261747A JP26174795A JPH09106804A JP H09106804 A JPH09106804 A JP H09106804A JP 7261747 A JP7261747 A JP 7261747A JP 26174795 A JP26174795 A JP 26174795A JP H09106804 A JPH09106804 A JP H09106804A
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JP
Japan
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safety device
battery
temperature
disc spring
deformable body
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JP7261747A
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English (en)
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Toshizo Kameishi
敏造 亀石
Toshiharu Hayashi
敏治 晨
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Wako Electronics Co Ltd
Original Assignee
Wako Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過充電、短絡等の結果として招かれる電池の
爆発を未然に防止することが可能な電池の安全装置を提
供する。 【解決手段】 この安全装置５の通電経路は、発電要素
２→リード線１７→導体ケース６の端子１６→ＰＴＣ板
１１ａ→環状端子１１ｂ→接片１４→電極蓋１５と言う
ものである。皿バネ１０は、一般にバイメタルと称さ
れ、その温度が予め定められたレベルに達すると反転す
る。ここで、過充電又は短絡状態となり、発電要素２か
らガスが発生し、この発電要素２が発熱すると、皿バネ
１０の温度が徐々に上昇していく。この皿バネ１０は、
その温度が所定のレベルに達すると反転し、移動片１３
を持ち上げる。そして、移動片１３は、接片１４を突き
上げて、この接片１４を環状端子１１ｂから離間させ、
この安全装置５の通電経路を切断する。この結果、電流
が遮断され、発電要素２の発熱が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、過充電、短絡な
どによって電池が発熱したときに、これを抑制する電池
の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラ、ヘッドホンステレ
オ、携帯電話機等の普及に伴い、電源となる二次電池の
重負荷特性の改善や、エネルギーの高密度化と言う要求
が強まって来ている。この要求を充たす二次電池とし
て、従来より利用されているニッケルカドニウム電池を
挙げることができるが、最近ではリチウム電池が注目さ
れ、このリチウム電池の開発及び利用が活発化してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の二
次電池は、一般に密封形構造であるため、過充電、短絡
等によって、電池の発電要素が発熱し、この発電要素か
らガスが発生すると、電池ケース内の圧力が上昇する。
これにより、電池ケースが爆発することがあり、この結
果、周囲の機器を損傷させたり、周囲の人に危害を与え
てしまう。
【０００４】そこで、この発明の課題は、過充電、短絡
等の結果として招かれる電池の爆発を未然に防止するこ
とが可能な電池の安全装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、発電要素を気密封止する
電池ケースに付設される電池の安全装置において、温度
が予め定められたレベルに達したときに変形する温度変
形体と、この電池の通電経路に挿入され、温度変形体の
変形に連動して切り換わるスイッチ手段とを備えてい
る。
【０００６】このような構成であるから、過充電、短絡
等によって、電池の発電要素からガスが発生し、これに
伴い、この発電要素が発熱したときには、温度変形体が
変形して、スイッチ手段が切り換わる。このスイッチ手
段の切換えによって、電池の通電経路を切断するように
しておけば、電池の発電要素が発熱したときに、電池の
通電経路が切断される。
【０００７】温度変形体として、バイメタル製のものを
適用すれば良い。あるいは、温度に応答して変形する形
状記憶合金製のものを適用することができる。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、発電要素
を気密封止する電池ケースに付設される電池の安全装置
において、熱膨張する熱膨張体と、この電池の通電経路
に挿入され、熱膨張体の熱膨張に連動して切り換わるス
イッチ手段とを備えている。
【０００９】ここでは、過充電、短絡等によって、電池
の発電要素が発熱すると、熱膨張体が熱膨張し、電池の
通電経路に挿入されたスイッチ手段が切り換わる。この
ため、電池の発電要素が発熱したときに、スイッチ手段
によって、電池の通電経路を切断することができる。
【００１０】また、請求項３に記載の発明は、発電要素
を気密封止する電池ケースに付設される電池の安全装置
において、導体であって、温度が予め定められたレベル
に達したときに変形する温度変形体と、この温度変形体
に接触する端子とを備え、温度変形体及び端子を該電池
の通電経路に挿入し、この温度変形体が変形すると、こ
の温度変形体が端子から離間するようにしている。
【００１１】すなわち、温度変形体は、端子に接触して
おり、温度の上昇によって変形すると、端子から離間し
て、通電経路を切断する。これらの温度変形体と端子を
電池の通電経路に挿入しているので、通電経路に過電流
が流れたときには、この温度変形体が速やかに発熱し
て、この温度変形体が直ちに変形して端子から離間し、
通電経路が直ちに切断される。
【００１２】また、請求項４に記載の発明は、発電要素
を気密封止する電池ケースに付設される電池の安全装置
において、導体であって、温度が予め定められたレベル
に達したときに変形する温度変形体と、この温度変形体
に隣接するスイッチ手段とを備え、スイッチ手段を該電
池の通電経路に挿入し、スイッチ手段からの熱伝導によ
って温度変形体が変形すると、この温度変形体に連動し
てスイッチ手段が切り換わるようにしている。
【００１３】ここでは、温度変形体をスイッチ手段に隣
接させている。このため、通電経路に過電流が流れて、
スイッチ手段が発熱すると、このスイッチ手段の熱が温
度変形体に伝導して、この温度変形体の温度が上昇す
る。これにより、温度変形体が変形し、スイッチ手段が
切り換わって、通電経路が切断される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
図面を参照して説明する。
【００１５】図１は、請求項１に記載の発明である安全
装置の第１実施形態を適用した二次電池を示している。
この二次電池１では、発電要素２を電池ケース３に封止
しており、この電池ケース３の上端に、絶縁体４を介在
させたカシメ加工によって、安全装置５を支持してい
る。
【００１６】この安全装置５は、図２に示すように導体
ケース６の内側に、ガスケット７、アルミ箔８、円形枠
９、皿バネ１０、ＰＴＣ板１１ａ、環状端子１１ｂ、及
び絶縁シール１２を順次重ね合わせ、ＰＴＣ板１１ａ及
び環状端子１１ｂの孔に移動片１３を挿入してから、こ
の上に接片１４を抵抗溶接した電極蓋１５を被せ、導体
ケース６の周縁をカシメ加工して、この電極蓋１５の周
縁を絶縁シール１２を介在させて挟み込んでなる。
【００１７】皿バネ１０は、一般にバイメタルと称さ
れ、図３に示すように２つの層１０ａ，１０ｂからなる
断面構造を有している。これらの層１０ａ，１０ｂは、
相互に異なるそれぞれの熱膨張率有する各金属の層であ
り、皿バネ１０の脹らんだ側の層１０ａの方が窪んだ側
の層１０ｂよりも熱膨張率が小さい。このため、皿バネ
１０の温度が上昇する程、脹らんだ側の層１０ａよりも
窪んだ側の層１０ｂの方が伸長し、両者の差が大きくな
り、この皿バネ１０の温度が予め定められたレベルに達
すると、この皿バネ１０が反転する。
【００１８】なお、バイメタルには、２層だけでなく、
３層のものがあるので、これを適用しても構わない。
【００１９】ＰＴＣ板１１ａは、常温では低い抵抗であ
るが、予め定められた温度を越えると、抵抗が急激に増
大するという特性を持つ正特性サーミスタであり、後で
述べるように安全性の向上のために設けられている。
【００２０】導体ケース６の底には、孔６ａを形成して
いる。アルミ箔８は、この導体ケース６の孔６ａを介し
て二次電池１の内側を臨んでいる。また、この孔６ａの
周縁には、端子１６を垂れ下げており、この端子１６を
リード線１７を通じて発電要素２に接続している。
【００２１】電極蓋１５の接片１４は、十分な弾性を有
しており、その先端が環状端子１１ｂに接触している。
【００２２】この安全装置５の通電経路は、発電要素２
→リード線１７→導体ケース６の端子１６→円形枠９→
ＰＴＣ板１１ａ→環状端子１１ｂ→接片１４→電極蓋１
５と言うものである。
【００２３】このような構成において、過充電又は短絡
状態となり、過電流が流れると、上記通電経路のＰＴＣ
板１１ａが発熱して、このＰＴＣ板１１ａの温度が上昇
し、このＰＴＣ板１１ａの抵抗が極めて大きくなる。こ
れにより、過電流が抑制されて、電流が小さくなり、過
充電又は短絡状態が回避される。
【００２４】このＰＴＣ板１１ａによる過電流の抑制に
もかかわらず、発電要素２からガスが発生して、この電
池ケース３内の圧力が上昇し、これに伴い、この発電要
素２が発熱したとする。
【００２５】この状態では、発熱要素２の熱が電池ケー
ス３、導体ケース６、及び円形枠９等を通じて皿バネ１
０に伝導される。あるいは、過電流によって、この安全
装置５の通電経路が発熱し、この熱が皿バネ１０に伝導
される。これにより、皿バネ１０の温度が徐々に上昇し
ていく。この皿バネ１０の温度が所定のレベルに達する
と、この皿バネ１０は、図４に示すように反転し、移動
片１３を持ち上げる。そして、移動片１３は、接片１４
を突き上げて、この接片１４を環状端子１１ｂから離間
させ、この安全装置５の通電経路を切断する。この結
果、電流が遮断され、発電要素２の発熱が抑制される。
【００２６】こうして電流を遮断したにもかかわらず、
発電要素２からガスが発生し続け、電池ケース３内の圧
力が上昇し続けた場合は、図５に示すようにアルミ箔８
が破れ、電池ケース３内のガスは、皿バネ１０の中央の
孔１０ｃから電極蓋１５の内側に至り、この電極蓋１５
の孔１５ａから外部に放出される。これにより、電池ケ
ース３の爆発が防止される。
【００２７】すなわち、この二次電池１においては、Ｐ
ＣＴ板１１ａによる過電流の抑制、皿バネ１０の反転に
よる通電経路の切断、及びアルミ箔８の破壊による内部
ガスの放出と言う三重の作用によって、この二次電池１
の防爆を行っている。
【００２８】なお、アルミ箔８の代わりに、他の種類の
金属箔や合成樹脂フィルムを単体で適用したり、これら
を組み合わせ積層して適用しても良い。また、金属箔を
適用する場合には、この金属箔の電蝕を防止する樹脂膜
を塗布しても構わない。
【００２９】図６は、請求項１に記載の発明である安全
装置の第２実施形態を適用した二次電池を示している。
この二次電池２１では、発電要素２２を封止した電池ケ
ース２３の内蓋２４に、安全装置２５を設けている。内
蓋２４は、電極蓋２６と共に、電池ケース２３の上端に
絶縁体２７を介在させたカシメ加工により支持されてい
る。
【００３０】安全装置２５は、図７に示すようなもので
あり、略円筒状の導体ケース２８の下側開口部の縁に環
状枠２９及び底蓋３０を重ね合わせて溶接（あるいは接
着）している。この導体ケース２８の内側には、皿バネ
３１、移動片３２、接片３３、及び絶縁フレーム３４を
順次重ねて収納している。
【００３１】皿バネ３１は、図３に示す皿バネ１０と同
様にバイメタルからなり、その温度が予め定められたレ
ベルに達すると反転する。
【００３２】絶縁フレーム３４には、２つの端子３５，
３６を埋設しており、これらの端子３５，３６を接片３
３に共に接触させている。一方の端子３５は、リード線
３７を通じて電池ケース２３の電極蓋２６に接続されて
いる。また、他方の端子３６は、リード線３８、導体ケ
ース２８及びリード線３９を通じて発電要素２２に接続
されている。
【００３３】この安全装置２５の通電経路は、発電要素
２２→リード線３９→導体ケース２８→リード線３８→
端子３６→接片３３→端子３５→リード線３７→電極蓋
２６と言うものである。
【００３４】さて、過充電又は短絡状態となって、発電
要素２２が発熱し、この熱が電池ケース２３、導体ケー
ス２８、及び底蓋３０等を通じて皿バネ３１に伝導され
たり、過電流によって、この安全装置２５の通電経路が
発熱し、この熱が皿バネ３１に伝導されると、この皿バ
ネ３１の温度が上昇していく。そして、皿バネ３１が予
め定められた温度に達すると、この皿バネ３１は、図８
に示すように反転して、移動片３２の凸部３２ａを突き
上げ、この移動片３２を持ち上げる。これに伴い、移動
片３２の各突起３２ｂによって、接片３３の両端が突き
上げられ、この接片３３が下方に撓んで各端子３５，３
６から離間する。これにより、この安全装置２５の通電
経路が切断されて、電流が遮断され、発電要素２２の発
熱が抑制される。
【００３５】ところで、この安全装置２５では、この安
全装置２５を破壊することなく、次の様な手順で動作の
検査を行うことができる。
【００３６】まず、安全装置２５の各端子３５，３６間
が導通しているか否かを検査する。導通していなけれ
ば、不良品である。
【００３７】次に、導体ケース２８を加熱して、皿バネ
３１の温度を所定のレベルまで上昇させ、この皿バネ３
１を反転させる。このときに、各端子３５，３６間が未
だに導通していれば、不良品である。
【００３８】更に、皿バネ３１を常温に戻してから、細
い棒（図示せず）を絶縁フレーム３４の孔３４ａに差し
込んで、この細い棒によって、接片３３の中央を突き下
ろし、皿バネ３１を再び反転させて元の状態に戻す。こ
れにより、各端子３５，３６間が再び導通すれば、この
安全装置２５を良品と判断する。
【００３９】図９は、請求項１に記載の発明である安全
装置の第３実施形態を示している。この安全装置４１
は、図６に示す二次電池２１の安全装置２５の代わりに
適用され、この二次電池２１の内蓋２４に設けられる。
【００４０】この安全装置４１では、略円筒状の導体ケ
ース４２の下側開口部を底蓋４３によって封止してお
り、その内側に皿バネ４４、移動片４５、接片４６、コ
イルバネ４７、絶縁フレーム４８を順位重ねて収納して
いる。
【００４１】皿バネ４４は、バイメタルからなり、その
温度が予め定められたレベルに達すると反転する。
【００４２】接片４６は、皿バネ４４によって移動片４
５を介し上方に付勢され、各端子５１、５２に接触して
いる。
【００４３】この安全装置４１の通電経路は、発電要素
２２→リード線４９→導体ケース４２→リード線５０→
端子５１→接片４６→端子５２→リード線５３→電極蓋
２６と言うものである。
【００４４】ここで、過充電又は短絡状態となって、発
電要素２２や安全装置４１の通電経路の熱が皿バネ４４
に伝導され、この皿バネ４４の温度が上昇して予め定め
られたレベルに達すると、この皿バネ４４が図１０に示
すように反転し、その中央が下方に脹らむ。これに伴
い、コイルバネ４７によって、接片４６及び移動片４５
が下方に押し下げられ、この接片４６が各端子５１，５
２から離間する。これにより、この安全装置４１の通電
経路が切断されて、電流が遮断され、発電要素２２の発
熱が抑制される。
【００４５】図１１は、請求項１に記載の発明である安
全装置の第４実施形態を示している。この安全装置５４
では、導体ケース５５の下側開口部を底蓋５６によって
封止しており、この底蓋５６の上に円筒体５７を載せ、
この円筒体５７の内側に円板５８及び移動片５９を重ね
て配置し、この上に皿バネ６０及び絶縁フレーム６１を
重ねている。
【００４６】円板５８は、平板状のバイメタルであり、
その温度の上昇に伴い、徐々に湾曲する。また、皿バネ
６０は、単一の材質ものであって、バイメタルではな
く、温度によって変形することがないものの、下方から
の一定以上の圧力によって反転する。
【００４７】この安全装置５４の通電経路は、発電要素
２２→リード線６２→導体ケース５５→リード線６４→
端子６５→皿バネ６０→端子６７→リード線６８→電極
蓋２６と言うものである。
【００４８】ここで、過充電又は短絡状態となって、円
板５８の温度が上昇していくと、この円板５８が図１２
に示すように徐々に湾曲し、その中央が上方に脹らむ。
これに伴い、移動片５９が押し上げられ、皿バネ６０の
中央に下方からの圧力が加わる。円板５８の温度が予め
定められたレベルに達すると、皿バネ６０に作用する下
方からの圧力が一定のレベルに達し、この皿バネ６０が
反転して、この皿バネ６０の縁が各端子６５，６７から
離間する。これにより、この安全装置５４の通電経路が
切断されて、電流が遮断され、発電要素２２の発熱が抑
制される。
【００４９】ところで、この安全装置５４では、この安
全装置５４を破壊することなく、動作の検査を行うこと
ができる。すなわち、各端子６５，６７間が導通してい
ることを確認してから、導体ケース５５を加熱して、円
板５８の温度を所定のレベルまで上昇させる。これによ
り、円板５８が変形して、皿バネ６０が反転すれば、各
端子６５，６７間が開放されるので、これを確認する。
この後、円板５８を常温に戻してから、細い棒を絶縁フ
レーム６１の孔６１ａに差し込んで、皿バネ６０の中央
を突き下ろし、この皿バネ６０を再び反転させて元の状
態に戻す。このときに、各端子６５，６７間が再び導通
すれば、この安全装置５４を良品と判断する。
【００５０】なお、これまでに述べてきた請求項１に記
載の発明の各実施形態では、バイメタル製の皿バネや円
板を例示しているが、これらのものだけでなく、予め定
められた温度に達すると変形する他の種類のものを適用
しても構わない。例えば、一定の温度に達すると変形す
る形状記憶合金の適用が考えられる。
【００５１】また、第２乃至第４実施形態においても、
第１実施形態と同様に、ＰＴＣ板による過電流の抑制
や、アルミ箔の破壊による内部ガスの放出を適用しても
構わない。
【００５２】図１３は、請求項２に記載の発明である安
全装置の一実施例を示している。この安全装置７１は、
図６に示す二次電池２１の安全装置２５の代わりに適用
され、この二次電池２１の内蓋２４に設けられる。
【００５３】この安全装置７１では、導体ケース７２の
下側開口部を底蓋７３によって封止しており、この底蓋
７３の上に円筒体７４を載せ、この円筒体７４の内側に
スペーサ７５及び移動片７６を重ねて配置し、この上に
皿バネ７７及び絶縁フレーム７８を重ねている。
【００５４】スペーサ７５は、熱膨張率の大きなシリコ
ンゴム、ＮＢＲ等の合成ゴムやエラストマー、または合
成樹脂を成形したものであり、温度の上昇に伴い、徐々
に膨張する。
【００５５】皿バネ７７は、単一の材質ものであって、
バイメタルではなく、温度によって変形することがな
い。
【００５６】この安全装置７１の通電経路は、発電要素
２２→リード線７９→導体ケース７２→リード線８０→
端子８１→皿バネ７７→端子８２→リード線８３→電極
蓋２６と言うものである。
【００５７】ここで、過充電又は短絡状態となって、ス
ペーサ７５の温度が上昇すると、このスペーサ７５が図
１４に示すように熱膨張する。この熱膨張により、スペ
ーサ７５が十分な高さに達すると、移動片７６を介して
皿バネ７７の中央が強く突き押され、この皿バネ７７が
反転して、この皿バネ７７の縁が各端子８１，８２から
離間する。これにより、この安全装置７１の通電経路が
切断されて、発電要素２２の発熱が抑制される。
【００５８】なお、この安全装置７１では、この装置７
１を破壊することなく、動作の検査を行うことができ
る。すなわち、各端子８１，８２間が導通していること
を確認してから、スペーサ７５の温度を所定のレベルま
で上昇させて、皿バネ７７を反転させ、各端子８１，８
２間が開放されたかことを確認する。そして、スペーサ
７５を常温に戻してから、細い棒を絶縁フレーム７８の
孔７８ａに差し込んで、皿バネ７７の中央を突き下ろ
し、この皿バネ７７を再び反転させて元の状態に戻し、
これにより各端子８１，８２間が再び導通すれば、この
安全装置７１を良品と判断する。
【００５９】また、この安全装置７１においても、請求
項１の発明の第１実施形態と同様に、ＰＴＣ板による過
電流の抑制や、アルミ箔の破壊による内部ガスの放出を
適用しても構わない。
【００６０】図１５は、請求項３に記載の発明である安
全装置の第１実施形態を示している。この安全装置９１
は、図６に示す二次電池２１の安全装置２５の代わりに
適用され、この二次電池２１の内蓋２４に設けられる。
【００６１】この安全装置９１では、導体ケース９２の
下側開口部を底蓋９３によって封止しており、その内側
に中空の絶縁フレーム９４を配している。この絶縁フレ
ーム９４には、２つの端子９５，９６を埋設し、この絶
縁フレーム９４の中央の孔にピン９７を通して、このピ
ン９７の下端を皿バネ９８の中央に接続している。この
皿バネ９８の各突起９８ａは、各端子９５，９６に接触
している。
【００６２】皿バネ９８は、バイメタルからなり、その
温度が予め定められたレベルに達すると反転する。
【００６３】この安全装置９１の通電経路は、発電要素
２２→リード線９９→導体ケース９２→リード線１００
→端子９５→皿バネ９８→端子９６→リード線１０１と
言うものである。
【００６４】ここで、過充電又は短絡状態となって、皿
バネ９８の温度が上昇して予め定めれらたレベルに達す
ると、この皿バネ９８が図１６に示すように反転して、
この皿バネ９８の各突起９８ａが各端子９５，９６から
離間する。
【００６５】このような構成においては、皿バネ９８を
通電経路に挿入しているので、過電流が流れたときに
は、この皿バネ９８が速やかに発熱して反転し、通電経
路が直ちに切断される。すなわち、過電流に対しては、
他の部位からの熱伝導に頼らず、自己の発熱によって皿
バネ９８が反転するので、発電要素２２の発熱を直ちに
抑制することができる。
【００６６】図１７は、請求項３に記載の発明である安
全装置の第２実施形態を示している。この安全装置１０
２では、導体ケース１０３の下側開口部を底蓋１０４に
よって封止し、その内側に中空の絶縁フレーム１０５を
配している。この絶縁フレーム１０５に２つの端子１０
６，１０７を固定し、この絶縁フレーム１０５の中央の
凸部１０５ａをバイメタル製の皿バネ１０８の中央に接
続し、この皿バネ１０８の上にスペーサ１０９を載せて
いる。
【００６７】この安全装置１０２の通電経路は、発電要
素２２→リード線１１０→導体ケース１０３→リード線
１１１→端子１０６→皿バネ１０８→端子１０７→リー
ド線１１２と言うものである。
【００６８】ここでも、皿バネ１０８を通電経路に挿入
しているので、この通電経路に過電流が流れたときに
は、この皿バネ１０８が速やかに発熱して、図１８に示
すように反転し、この通電経路が直ちに切断される。勿
論、他の部位からの熱伝導によって温度が上昇したとき
にも、皿バネ１０８が反転する。
【００６９】なお、この安全装置１０２では、この装置
１０２を破壊することなく、動作の検査を行うことがで
きる。すなわち、各端子１０６，１０７間が導通してい
ることを確認してから、皿バネ１０８の温度を所定のレ
ベルまで上昇させて、この皿バネ１０８を反転させ、各
端子１０６，１０７間が開放されたことを確認する。そ
して、皿バネ１０８を常温に戻してから細い棒を絶縁フ
レーム１０５の孔１０５ｂに差し込んで、スペーサ１０
９の中央を突き下ろし、皿バネ１０８を再び反転させて
元の状態に戻す。これにより、各端子１０６，１０７間
が再び導通すれば、この安全装置１０２を良品と判断す
る。
【００７０】図１９は、請求項３に記載の発明である安
全装置の第３実施形態を示している。この安全装置１１
３では、導体ケース１１４の下側開口部を底蓋１１５に
よって封止し、その内側に中空の絶縁フレーム１１６を
配している。この絶縁フレーム１１６は、２つの端子１
１７，１１８、及びバイメタル製の皿バネ１１９を有
し、皿バネ１１９の一端を端子１１７に接続して固定
し、この皿バネ１１９の突起１１９ａを端子１１８に接
触させている。
【００７１】この安全装置１１３の通電経路は、発電要
素２２→リード線１２０→導体ケース１１４→リード線
１２１→端子１１７→皿バネ１１９→端子１１８→リー
ド線１２２と言うものである。
【００７２】この通電経路に過電流が流れたときには、
皿バネ１１９が速やかに発熱して、図２０に示すように
反転し、また他の部位からの熱伝導によって温度が上昇
しても、この皿バネ１１９が反転する。これにより、こ
の通電経路が切断される。
【００７３】図２１は、請求項３に記載の発明である安
全装置の第４実施形態を示している。この安全装置１２
４では、導体ケース１２５の下側開口部に底蓋１２６を
固定し、その内側に中空の絶縁フレーム１２７を配して
いる。この絶縁フレーム１２７の内側にバイメタル製の
皿バネ１２８を設け、この皿バネ１２８の一端を端子１
２９に接続して固定し、この皿バネ１２８の突起１２８
ａを端子１３０に接触させている。
【００７４】この安全装置１２４の通電経路は、発電要
素２２→リード線１３１→導体ケース１２５→リード線
１３２→端子１２９→皿バネ１２８→端子１３０→リー
ド線１３３と言うものである。
【００７５】ここでも、皿バネ１２８を通電経路に挿入
しており、この通電経路に過電流が流れたときには、こ
の皿バネ１２８が図２２に示すように速やかに発熱して
反転し、この通電経路が直ちに切断される。
【００７６】なお、この安全装置１２４では、この装置
１２４を破壊することなく、動作の検査を行うことがで
きる。すなわち、各端子１２９，１３０間の導通の確
認、皿バネ１２８の温度上昇による該皿バネ１２８の反
転、各端子１２９，１３０間の開放の確認、皿バネ１２
８の常温への復帰、細い棒を絶縁フレーム１２７の孔１
２７ａを介して突き下ろすことによる皿バネ１２８の再
反転、各端子１２９，１３０間の導通の確認という手順
で、この安全装置１２４を良品と判断することができ
る。
【００７７】また、請求項３の発明の各実施形態におい
ても、請求項１の発明の第１実施形態と同様に、ＰＴＣ
板による過電流の抑制や、アルミ箔の破壊による内部ガ
スの放出を適用しても構わない。
【００７８】図２３は、請求項４に記載の発明である安
全装置の第１実施形態を示している。この安全装置１４
１では、導体ケース１４２と底蓋１４３の内側に中空の
絶縁フレーム１４４を配し、接片１４５の一端を端子１
４６に接続し、この接片１４５の突起１４５ａを端子１
４７に接触させている。絶縁フレーム１４４の中央の凹
部１４４ａには、バイメタル製の皿バネ１４８を配し、
この皿バネ１４８を接片１４５の中央に重ねている。
【００７９】この安全装置１４１の通電経路は、発電要
素２２→リード線１４９→導体ケース１４２→リード線
１５０→端子１４６→接片１４５→端子１４７→リード
線１５１と言うものである。
【００８０】この通電経路に過電流が流れたときには、
接片１４５が速やかに発熱する。この接片１４５の熱
は、この接片１４５に重ねられた皿バネ１４８に直ちに
伝導するので、この皿バネ１４８も速やかに温度上昇
し、図２４に示すように反転する。また、他の部位から
の熱伝導によって温度が上昇しても、この皿バネ１４８
が反転する。これにより、接片１４５の突起１４５ａが
端子１４７から離間し、この通電経路が切断される。
【００８１】図２５は、請求項４に記載の発明である安
全装置の第２実施形態を示している。この安全装置１５
２では、導体ケース１５３と底蓋１５４の内側に中空の
絶縁フレーム１５５を配し、接片１５６の一端を端子１
５７に接続し、この接片１５６の突起１５６ａを端子１
５８に接触させ、この接片１５６の下側にバイメタル製
の皿バネ１５９を挟み込んでいる。
【００８２】この安全装置１５２の通電経路は、発電要
素２２→リード線１６０→導体ケース１５３→リード線
１６１→端子１５７→接片１５６→端子１５８→リード
線１６２と言うものである。
【００８３】ここでも、通電経路に過電流が流れたとき
には、接片１５６と共に、皿バネ１５９が図２６に示す
ように速やかに温度上昇して反転し、この通電経路が直
ちに切断される。
【００８４】なお、この安全装置１５２では、この装置
１５２を破壊することなく、動作の検査を行うことがで
きる。すなわち、各端子１５７，１５８間の導通の確
認、皿バネ１５９の温度上昇による該皿バネ１５９の反
転、各端子１５７，１５８間の開放の確認、皿バネ１５
９の常温への復帰、細い棒を絶縁フレーム１５５の孔１
５５ａを介して突き下ろすことによる皿バネ１５９の再
反転、各端子１５７，１５８間の導通の確認という手順
で、この安全装置１５２を良品と判断することができ
る。
【００８５】図２７は、請求項４に記載の発明である安
全装置の第３実施形態を示している。この安全装置１７
１では、導体ケース１７２と底蓋１７３の内側に中空の
絶縁フレーム１７４を配し、接片１７５の一端を端子１
７６に接続し、この接片１７５の突起１７５ａを端子１
７７に接触させている。接片１７５の下側面には、２つ
の係止爪１７５ｂを形成し、これらの係止爪１７５ａに
よって、バイメタル製の皿バネ１７８を固定している。
【００８６】この安全装置１７１の通電経路は、発電要
素２２→リード線１７９→導体ケース１７２→リード線
１８０→端子１７６→接片１７５→端子１７７→リード
線１８１と言うものである。
【００８７】この通電経路に過電流が流れたときには、
接片１７５と共に、皿バネ１７８が図２８に示すように
速やかに温度上昇して反転する。また、他の部位からの
熱伝導によって温度が上昇しても、この皿バネ１７８が
反転する。これにより、接片１７５の突起１７５ａが端
子１７７から離間し、この通電経路が切断される。
【００８８】なお、これまでに述べてきた請求項４に記
載の発明の各実施形態では、バイメタル製の皿バネを例
示しているが、これに限定されるものでなく、形状記憶
合金製のものを適用しても構わない。
【００８９】また、請求項４の発明の各実施形態におい
ても、請求項１の発明の第１実施形態と同様に、ＰＴＣ
板による過電流の抑制や、アルミ箔の破壊による内部ガ
スの放出を適用しても構わない。
【００９０】さらに、この発明は、上記各実施形態に限
定されるものでなく、様々に変形することが可能であ
る。例えば、安全装置の外形を四角柱にして、内部の各
部品を四角形にしても構わない。また、各端子の形状や
配置を変更することが可能である。さらには、溶接とし
て、抵抗溶接、超音波溶接、レーザ溶接等を適用するこ
とができ、あるいは溶接の代わりに、ネジの螺合、樹脂
モールド等を適用しても良く、これらの加工方法を適宜
に組み合わせ、各箇所の接続、固定、封止等を行っても
構わない。要するに、この発明は、加工方法の選択や適
用によって、限定されるものではない。
【００９１】
【効果】以上説明したように、この発明によれば、過充
電、短絡等によって、電池の発電要素が発熱したり、通
電経路が発熱すると、この通電経路を切断して、電流を
遮断しているので、電池の爆発を未然に防止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明である安全装置の第１実
施形態を適用した二次電池を示す断面図
【図２】図１の安全装置を示す断面図
【図３】図１の安全装置における皿バネを示す断面図
【図４】図１の安全装置の作用を説明するために用いた
図
【図５】図１の安全装置の作用を説明するために用いた
図
【図６】請求項１に記載の発明である安全装置の第２実
施形態を適用した二次電池を示す断面図
【図７】図６の安全装置を示す断面図
【図８】図６の安全装置の作用を説明するために用いた
図
【図９】請求項１に記載の発明である安全装置の第３実
施形態を示す断面図
【図１０】図９の安全装置の作用を説明するために用い
た図
【図１１】請求項１に記載の発明である安全装置の第４
実施形態を示す断面図
【図１２】図１１の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図１３】請求項２に記載の発明である安全装置の一実
施例を示す断面図
【図１４】図１３の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図１５】請求項３に記載の発明である安全装置の第１
実施形態を示す断面図
【図１６】図１５の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図１７】請求項３に記載の発明である安全装置の第２
実施形態を示す断面図
【図１８】図１７の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図１９】請求項３に記載の発明である安全装置の第３
実施形態を示す断面図
【図２０】図１９の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図２１】請求項３に記載の発明である安全装置の第４
実施形態を示す断面図
【図２２】図２１の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図２３】請求項４に記載の発明である安全装置の第１
実施形態を示す断面図
【図２４】図２３の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図２５】請求項４に記載の発明である安全装置の第２
実施形態を示す断面図
【図２６】図２５の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【図２７】請求項４に記載の発明である安全装置の第３
実施形態を示す断面図
【図２８】図２７の安全装置の作用を説明するために用
いた図
【符号の説明】
１，２１ 二次電池 ２，２２ 発電要素 ３，２３ 電池ケース ４，２７ 絶縁体 ５，２５，４１，５３，７１，９１，１０２，１１３，
１２４，１４１，１５２，１７１ 安全装置 ６，２８，４２，５４，７２，９２，１０３，１１４，
１２５，１４２，１５３，１７２ 導体ケース １０，３１，４４，６０，７７，９８，１０８，１１
９，１２８，１４８，１５９，１７８ 皿バネ １１ａ ＰＴＣ板 １４，３３，４６，６５，１４５，１５６，１７５ 接
片 ５６ 円板 ７５ スペーサ ３４，４８，６０，７８，９４，１０５，１１６，１２
７，１４４，１５５，１７４ 絶縁フレーム

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発電要素を気密封止する電池ケースに付
    設される電池の安全装置において、 温度が予め定められたレベルに達したときに変形する温
    度変形体と、この電池の通電経路に挿入され、温度変形
    体の変形に連動して切り換わるスイッチ手段とを備える
    電池の安全装置。
  2. 【請求項２】 発電要素を気密封止する電池ケースに付
    設される電池の安全装置において、 熱膨張する熱膨張体と、この電池の通電経路に挿入さ
    れ、熱膨張体の熱膨張に連動して切り換わるスイッチ手
    段とを備える電池の安全装置。
  3. 【請求項３】 発電要素を気密封止する電池ケースに付
    設される電池の安全装置において、 導体であって、温度が予め定められたレベルに達したと
    きに変形する温度変形体と、この温度変形体に接触する
    端子とを備え、 温度変形体及び端子を該電池の通電経路に挿入し、この
    温度変形体が変形すると、この温度変形体が端子から離
    間する電池の安全装置。
  4. 【請求項４】 発電要素を気密封止する電池ケースに付
    設される電池の安全装置において、 導体であって、温度が予め定められたレベルに達したと
    きに変形する温度変形体と、この温度変形体に隣接する
    スイッチ手段とを備え、 スイッチ手段を該電池の通電経路に挿入し、スイッチ手
    段からの熱伝導によって温度変形体が変形すると、この
    温度変形体に連動してスイッチ手段が切り換わる電池の
    安全装置。
  5. 【請求項５】 温度変形体は、相互に異なるそれぞれの
    熱膨張率を持つ複数種類の金属板を積層したバイメタル
    からなる請求項１、３及び４のいずれかに記載の電池の
    安全装置。
  6. 【請求項６】 正特性サーミスタを更に備え、 この正特性サーミスタを電池の通電経路に挿入した請求
    項１乃至４のいずれかに記載の電池の安全装置。
  7. 【請求項７】 電池ケースの内側から外側に通じる孔を
    有し、この孔を薄膜によって閉塞し、この薄膜が電池ケ
    ース内の圧力によって破れる請求項１乃至４のいずれか
    に記載の電池の安全装置。
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