JPH03203157A - 密閉式電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 ニッケルーカドミウム蓄電池等の封口蓋に安全弁機構を
備えた密閉式電池の製造方法に関するものである。

（ロ）１足来の技術 従来、密閉式電池の封目方法は、円筒外装缶の開孔部近
傍に形成した溝部に、安全弁機構を有する電池蓋をパッ
キングを介して組み１わせ、前記外装缶をかしめること
によってパッキングを圧縮し密封するものが一般的であ
る。しかし、過早、電池を用いるポータプル機器の需要
の増加に伴い、電池の小型化、高容量化が図られ、電池
形状においても円筒形状のみならず、角型形状の電池も
見られるようになってきた。角型形状の電池においては
、上記のような封目方法を採用するのは難しく、蓋板の
透孔部に安全弁機構を有する電池端子を外装缶にレーザ
ー溶接等の方法により密閉固定する方法（例えば実開昭
６２−１６７３６８号公報参照）がある。これは、パッ
キングを介して蓋板の透孔部に中空リベットを通し、リ
ベット下端部をかしめることによって固定し、この中空
リベットに安全弁機構を持つ電池端子部を溶接する方法
が一般的に用いられる。

円筒形状電池におけるかしめ方法では、外装缶が外側か
らの力によって押し曲げられ、蓋板との間に挟まれたパ
ッキングが圧縮されることによって密封される。−・方
、中空リベットを用いる方法では、当然のことながら内
側からの力によって中空リベットを変形させ、やはり蓋
板との間に介されたパッキングが圧縮されて密封される
。前記せる実開昭６２−１．６７３６８号公報には、中
空リベットの一般的なかしめ方法を応用した例が記され
ている（第４図参照）。

従来の円筒形電池の如く、外側からの力によってかしめ
る方法では、外装缶を覆う形態の頑丈な金型を用いるこ
とができ、安定した加工寸法が得られる。一方、内側か
らかし、ぬる方法では、細いポンチを用いる必要があり
、また、加工対象が蓋板透孔部に入る中空１）ベットで
あって、微小な部品となること等から、密閉式電池が要
求する気密性が得られにくい。その結果、電池製造工程
における「漏液による不良率」が前者に比べて高いとい
う問題点がある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであって、蓋
板の透孔部に配置された中空リベットのような微小な部
品を用いる場合であっても、精度よくかしめることがで
き、密閉性の優れた安全弁機構を備えた密閉式電池の製
造方法を提供するものである。

（ニ）発明が解決しようとする課題 本発明は、透孔部を有する蓋板と、電池の一極性端子を
構成する中空リベットと、前記透孔部に配置され前記中
空リベフトを前記蓋板から絶縁する絶縁パッキングと、
前記中空リベ・ントの下端部に配置され且つ前記パ・ン
キングを介して前記蓋板に前記中空リベットをかしめ固
定するワ・ンシャーとからなる密閉構造を有する密閉式
電池の製造方法であって、前記中空リベ・ソトの内径よ
り大きい外径を有する先細のポンチを、前記中空リベッ
トに押入して、該中空リベ・ソトの外側面に存在せるバ
・ソキングを前記中空リベ・ン）・の外側面と前記蓋板
の透孔部内周部とで圧縮する第１工程と、前記中空リベ
ｙ　Ｉ・のつば部と前記着板、及び前記蓋板と前記中空
リペア　１・の下端部に配置された前記ワッシャーとで
、荊記パ・ノキングを圧縮する第２工程とからなること
を特徴とするものである。

また、前記第１工程において、Ｏ１ｊ記中空り・くント
の拡開部分が、前記蓋板の透孔部よりも前記中空リベッ
トの下端部側に存在するようにするのが望ましい。

（ホ）作用 本来、中空リベットは、その先端部即ちド端部を押し広
げ、中空リベットのつば部方向に押しつけかしめること
により、圧接固定されるものてあり、その際、中空部が
外周方向に向かって若−Ｆ膨れる。しかし、電池を完全
密閉するためには中空リペア　１・の変形量と同時にパ
ッキングの圧縮量を正確にコントロールする必要がある
。

このため、かしめ工程を２段階とし、まず第１工程で蓋
板透孔部の内周部と中空リベット外側面に挟持された部
分のパッキングの圧縮量をコントロールし、次いで、第
２工程で蓋板の上下に位置する部分のバンキングの圧縮
量をコントロールする。

この場合、第２工程で中空リベット下端を単にフランジ
状に蓋板方向に押しつけると、中空リベットは第１ｒ、
程で径を拡大された代置を支点にして変形しやすい。そ
の結果、この位置が蓋板の透孔部内周部と近接する位置
の場合は、第１工程で圧縮された蓋板の透孔部内周部と
リベット外側面の間のパッキングを緩ませることなり、
密閉性を低下させることがあった。

しかし、中空リベットの径の拡大部分を、リベット下端
から蓋板の透孔部の内周部下端に近接する位置迄にして
おくことにより、第２工程ではこの位置を支点に中空リ
ベットが変形しても、蓋板の透孔部内周部とリベット外
側面で挟持されたパッキングには影響がなく、安定した
気密性を保持することができる。

（へ）実施例 以下に、実施例として角形のニッケルーカドミウム電池
を密閉式電池に用いた場合につき、詳述する。

（第１実施例） 第１図乃至第３図はいずれも本発明による封口構造の要
部断面図であり、第１図は第１工程における封口構造の
説明図、第２図は第２工程における封口構造の説明図、
第３図は、本発明の製造方法により製造された安全弁機
構を示す要部縦断面図である。

先づ、中空リベット１の外側面外径と同一寸法の内径を
有する上パ・ソキング２を、前記中空リベット１に装着
する。これを蓋板９の中央部に形成した透孔部に配置し
、下パッキング４と、正極集電部材を兼ねるワッシャ５
とを組合せる。そして、これを押え金型６．７に組み込
み、中空リベットの内径ｄ１より大きい外径（ｄ、）部
分８ａを有する先細のポンチ８Ａを（ポンチの先端はｄ
、より小さい径である）を、前記中空リベフト１の中空
部内に挿入する。そして、ポンチ８Ａの、中空リベット
の内径ｄ、より大きい外径部分８ａが、蓋板の透孔部の
下端部９ａよりも、前記中空ノベットの下端部側に止ま
るよう、ポンチ８Ａの上動の位置を刺部してかしめを行
い、第１工程とする。この第１工程によって、中空り・
ごット１の外側面に存在そるパッキング２ａを、ｌ１１
１記中空リベツト１の外側面と、蓋板９の透孔部の内周
部とで、圧縮されるようにする（第１図参照）。

次に、中空リベツ）−１の下端部１ａのかしめを、第１
工程で用いたポンチ８Ａとは異なる形状を有するポンチ
８Ｂを用い、第２工程とし“Ｃ行なう（第２図参照）。

このポンチ８Ｂの、中段の外径部分８１）の径ｄ３は、
前記ｄ、より少し小さくなっている。この第２工程によ
って、中空リベットｌのつば部１ｂと蓋板９、及び、前
記蓋板９と前記中空リベットの下端部１ａに配置された
ワッシャー５とで」ニパッキング２及び下パッキング４
を、上下方向に加圧圧縮し、密閉構造とする。

尚、中空リベット１の下端部１ａは、ポンチ８Ｂの水平
部８Ｃで加圧され、中空リベット１の上端部であるつば
部１ｂが押え金型７で保持されているから、前記下端部
１ａが水平方向に変形される。

そして、中空リベット］のつば部１ｂに、ゴム弁１０を
内部に装着した端子蓋１１を溶接固定し、正極端子を構
成した。

一方、セパレータを介して、正、負極を組み合せた極板
群】２を用い、この正極タブ１３に、リード板１４の一
端を溶接固定した。これを角柱状の外装釘３に神人後、
ｉ′ｉｉ記正極タブ１３を保護する樹脂製のスペーサ１
５を極板群１２上に配置し、濃度３０％のＫＯＨからな
る電解液をここに注液した。そして、電池蓋のワッシャ
ー５の折曲部５ａに、前記リード板１４の他端部を溶接
１−た。次に、歪板９の外周９ａが、外装缶３開口部の
端面３ａに内接するよう嵌合、配置し、この嵌合部をＹ
ＡＧレーザーにて溶接し、密閉した。

尚、前記端子蓋］１、中空リベットｌ、蓋板９、ワッシ
ャー５、リード板１４、外装缶３は、いずれも冷間圧延
鋼板にニッケルメッキしたものであり、上パッキング２
、下パッキング４、スペーサー１５は、ナイロン６−６
、ポンチ８Ａ、ポンチ８Ｂ、押え金型６．７は、超硬合
金がら構成されている。

このようにして、本発明による密閉型電池を作製した。

（比較例） 次に、比較例として第１工程で使用せるポンチ８Ａ及び
第２工程で使用せるポンチ８Ｂの形状を、第５図（ポン
チ１８Ａ）及び第６図（ポンチ１８Ｂ）のように変更し
、かしめを行って電池蓋を作製したものを得た。

本発明電池と異なる点は、第１工程における先細のポン
チの径大になる部分１８ａが、ポンチの先端により近く
なっている。その結果、中空リベット〕における内径の
拡開部分１ｃが、蓋板９の下端部９ａよりも、−Ｅ側（
中空リベット１のつば部１１）側）に形成されており、
また第２工程においても、前記拡開部分１ｃの変形が最
大となるので、中空リベット１の最大内径部分１ｅが蓋
板９の透孔部近傍に形成され、中空リベット１の下端部
ｌａ側に存在しない。

このようにして、比較電池を作製した。

このようにして作製した本発明電池と比較電池とを用い
、これらの封口構造の密閉性を比較した。このテストは
各電池を１００個ずつ用意し、これら電池の安全弁部分
であるゴム弁１０と中空ノベット１のつば部】ｂを、シ
アノアクリレート系接着剤で固定し、安全弁として作動
できないようにした後、電池の極性を逆に接続して０　
、２　ＣｍＡの電流で６０分間充電するというものであ
る。このようにすることで、電池の正極がらは水素ガス
が、：ｉ極からは酸素ガスが発生して、電池の内部圧が
上昇しかしめ部分から電解液が漏液する、この有無を確
認するというものである。

この結果を、第１表に示す。

第　　　１　　　表 これより本発明電池の漏液発生数が少なく、この密閉構
造が優れたものであることが理解できる。

このように、中空リベットは元来がしめると同時にその
中空部が径方向外側に向がって広がるものであるが、密
閉式電池に必要な密閉性を確保するためには、パッキン
グの圧縮量及び圧縮部分をコントロールしなければなら
ず、特に蓋板透孔内周部とリベット外周面の間のパッキ
ングの緩みを防ぐことで、密閉性が極めて向上すること
が分が１ ２ る。

（第２実施例 前記第１実施例に示された如く、蓋板９として単なる平
板のものを用い中空リベフトｌをかしめつけると、中空
リベット１の中空部近傍にかしめ圧力が集中する。この
ため蓋板９の上下に位置する上パッキング２及び下パッ
キング４にこの［（力が加わると、下パッキング・１が
中空リベット１の中空部から逃げようとする力が働く。

特に中空ノベット１の外側面部分と接していない下パッ
キング４は、かしめにより加圧状態となる部分から外周
方向・＼はみ出し易い。この状態を示すのが、第７図で
ある。このように、蓋板９の下面とワッシャー５との間
に、下パッキング４の逃げによる空間部１６が生じ、こ
れが密閉ｉ生を低下させる原因となる。

そこで、この第２実施例では、蓋板９の透孔部川辺に透
孔と同心円状に段差９ｂを設けると、かしめ時に下パッ
キング４が段差９Ｉ）のコーナ一部９ｃに食い込むこと
になり、密閉性が向上する（第８図参照）。

この段差９ｂを設けた場合（第８図）と、段差を設けな
い場合（第７図）の構造における密閉性の差異を調べた
。この時の実験条件は、前記第１実施例における充電時
の電流を０．２５ＣｍＡとした以外は同様にして、テス
トを行った。

この結果を、第２表に示す。

第　　　　２　　　表 池が、密閉性においてより優れたものであることが理解
できる。

（ト）発明の効果 本発明の密閉型電池の製造方法によれば、パッキングに
付与されるかしめ圧力を第１工程及び第２工程によって
調整し、密閉性に優れた安全弁構造を提供することがで
きるので、その工業的価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はいずれも本発明の封口構造の要部Ｆ
Ｍ７ｆＪ図であ）ノ、第１図は第１工程時における封口
構造の説明図、第２図は第２工程時における封１１構造
の説明図、第３図は本発明電池の要部断面図、第・１図
は従来の安全弁構造を示す要部断面図、第５図乃至第６
図はいずれも比較例の封口構造の要部断面図であり、第
５図は第１工程時における封口構造の説明図、第６図は
第２工程時における封口構造の説明図、第７図は蓋板に
段差を設けない場合のパッキングの状態を示す封口構造
の要部断面図、第８図は蓋板に段差を設けた場合のパッ
キングの状態をＴ；す封口構造の要部断面図である。 １・・・中空リベット、２・・・上パッキング、３・・
外装缶、４１・・・丁パッキング、５・・・ワッシャー
６．７・・・押え金型、８Ａ、８Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ・
ポンチ、９・・・蓋板、１０・・・ゴム弁、１１・・・
端子蓋、１２・・・極板群、］３・・・正極タブ、１４
・・・リー賦 事− ド板、 ５・・・スペーサー 空間部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　透孔部を有する蓋板と、電池の一極性端子を構成す
   る中空リベットと、前記透孔部に配置され前記中空リベ
   ットを前記蓋板から絶縁する絶縁パッキングと、前記中
   空リベットの下端部に配置され且つ前記パッキングを介
   して前記蓋板に前記中空リベットをかしめ固定するワッ
   シャーとからなる密閉構造を有する密閉式電池の製造方
   法であって、 前記中空リベットの内径より大きい外径を有する先細の
   ポンチを、前記中空リベットに挿入して、該中空リベッ
   トの外側面に存在せるパッキングを前記中空リベットの
   外側面と前記蓋板の透孔部内周部とで圧縮する第１工程
   と、 前記中空リベットのつば部と前記蓋板、及び前記蓋板と
   前記中空リベットの下端部に配置された前記ワッシャー
   とで、前記パッキングを圧縮する第２工程とからなるこ
   とを特徴とする密閉式電池の製造方法。 ２　前記第１工程において、前記中空リベットの拡開部
   分が、前記蓋板の透孔部よりも前記中空リベットの下端
   部側に存在することを特徴とする請求項１記載の密閉式
   電池の製造方法。