JPS60117541A - 密封ガルバニ電池 - 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】 技術分野 本発明は一部アルカリ電池などのご閉されたガルバニ電
池に関し、具体的には係る電池に用いられるシール絶縁
部材（以下シールと称する）に関するものである。

発明の背景 密封されたシリンダー状の電池の一般的な構造は、主要
素を缶容器の中に装填し、次に缶の開１１端部にシール
を配備して電池を密封するのである６゜シールは電解質
が電池から洩れるのを防ぐと共に電池内の電極が接触す
ることを防ぎ、互いに絶縁する役割を果たす。

電池内に蓄積される圧力をドげる為に、さらに水分の得
失及び電池内への酸素或は二酸化炭素の侵入を押える為
に、水素ガスを電池から透過させることのできるシール
であることが望ましい。さらにシールは、電池内部の圧
力が高（なると電池の通気が行なわれて電池の破損を防
ぐことができるように、通常は薄肉部が形成される。

本発明は、電池組立ラインのスピードが速い場合にも、
電池内の適所に確実にスナップ嵌合し得るシールを明ら
かにすることを目的としている。

さらに本発明は、金属製のディスクに支持されて強度を
大きくしたシールを提供するものであって、容易にしか
も安価に製造が出来、さらに電池内の活性剤の量を増や
し寿命を長くすることが出来る。

従来技術として、１９６２年１２月１１日付にてダレイ
氏他に付与された米国特許第３０６８３１２号が存在す
る。該特許は金属から成る導電性の容器カバーを備えた
密封電池に関するものであって、該カバーはダイヤフラ
ムを備えたシール部材の中に嵌められ、ダイヤプラムの
中を電流コレクターが貫通し、導電性カバーの下部と接
触している。

本発明は、ポリプロピレンの如き熱可塑性材料から作ら
れ、−に下が逆の位ｉｔになった時、即ちシールが最下
部の位置に来た時にも水素ガスを電池の外に通すことの
できるシール構造を明らかにすることを目的とする。

本発明は電池にクリンプを行なったときのシール状態が
一層改善されるように、缶容器の内側に対して可成りの
圧縮力を加えることのできるシールを明らかにすること
をさらに目的とする。

本発明にあっては安全に対して特に配慮が成されており
、通気機構が突然破損した場合にも活性材料が外部へ出
ていかないようにし、望ましくない異物が電池内に侵入
しないようにしている。

望ましい実施例の説明 本発明はシリンダ状の沼封型電池に関し、該電池は陽極
、陰極、セパレータ、電解質等が缶容器内に組み込まれ
ており、アルカリ電池の場合は通常陰極缶容器が用いら
れる。缶容器は一端が閉じ、他端が開口しており、開口
端には段部を形成するか或は又、ビードを設けている。

缶の開口端に段部を形成する場合、段部−に方の缶直径
は段部Ｆ方の缶直径よりも太き（する。缶にビードを形
成する場合、内向きのビード直径は缶残部の直径より小
さい。缶に段部又はビードの何れを形成する場合にも、
シールは缶容器の開口端に対しスナップ式に嵌め込まれ
る。

本発明に係るシールの一般的で代表的な実施例を第１図
に示しおり、シール部材（１０）には」二側部（１２）
と下側部（１４）が形成されている。一般的に、上側部
（１２）の直径は缶の大径部分の直径と略等しい。シー
ル（１０）の外周部には肩部ｆ１６）が形成され、該肩
部は内向きに伸ひており、その直径はシール部材が嵌ま
る缶の大径部分の直径よりも小さい。

部材（１０）を缶の中に確実にスナップ嵌合させるため
に、Ｆ側部（１４）にはＦ向き且つ外方に伸びるスカー
トを形成し、スカート部（１４）の最大直径の位置を該
スカートの略最下部としているスカート部の最大直径寸
法は、少なくともシール部材を缶容器に装填或は嵌め込
む前にあっては、部材が嵌め込まれる缶容器の大径部分
の直径と略同−としている。

後に詳述するが、本発明にあってはＦ側部分即ちスカー
トには第１図の符号（１８１で示す如（下向きに伸びる
脚状の複数の突起を形成している。

望ましい実施例に於いては脚状の突起（１８）の数は３
個としているがそれより多くても構わない。段部又はビ
ードの何れかを形成した缶容器にシール部材をスナップ
嵌合するには、肩部（１６）のド方であって下側部（１
４）から下向き且つ外向きに延びるスカしかしながら、
シールによって支持するという別の目的から逸脱しなけ
れは、ノールに下向きにフ１すれ下がるスカートを形成
しなくとも構わない。

シールｆ１＋１＋はポリプロピレン、ポリエチレン、ナ
イロン及びそれらの共重合体の如き材料から形成するこ
とができる。

第２図乃至第６図に一層具体的に示す如く、どんな形状
のシール（１ｏ）にも、該シールの上部表面の中央部に
は棒状の突起部を上向きに突設し、外側表面の外縁部の
周囲には上向きに延ひるスカートを形成している。金属
製のディスクは中央に開１コが設けられて−おり、該デ
ィスクはシール絶縁部材（１０）の中央部に形成した棒
状突起と上側表面に嵌まり、金属ディスクの中央部間１
コは棒状突起外周部の外側部分と一般的にはしまりばめ
状態となる。

ディスクの外周部と、最下部近傍の１−向きに延びるス
カートの内側とは、しまりばめ状態にならない。

第２図及び第３図に於て、Ｄ型アルカリ電池にには、肩
部（２４）のドから下向きに延びる３個の脚（２２）と
、シール部材上面の外周部から上向きに延びるスカート
（２６）が形成されている。シール部材上面の中央部に
は棒状突起（２８）が形成され、電池内に収容された陽
極棒を受けて支持する役割を果たす。金属ディスク（廟
は、部材（２０）のプラスチック成形部分（３２）の１
−面に配置し、ディスク（３０）に設けられた開口（３
４）はボス例にしまりばめされている。

シールの望ましい実施例に於いて、中央の開口（圓には
複数の歯状突起（謂が形成されているから、ディスクは
棒状突起（２８）を確実に把持して嵌合てきるはかりで
なく、後記する如く、電池から水素ガスを逃がす為の通
気部を一層太き（することもできる。開口を歯状に形成
したことにより、ディスクが成形部材にばちんと１次ま
る際の負荷を一層大きくすることかできる。

第４図及び第５図に示した実施例のシール（ア）は成形
されたプラスチック部分（３８）を備え、金属ディスク
（４０）が棒状突起（４（２）の上に配置されている。

肩部（４６）下方のシール（扇の下側部分には脚＋４４
）を形成している。シール（３６）のプラスチック部分
（３８）の外周部の上部面にはスカート（４８）を上向
きに突設している。

第２図及び第３図の実施例、又は第４図及び第５図の実
施例のいずれかの実施例に於いて、−１−向きのスカー
ト（２６）又は（４８）は図示する如く上向きかつ外方
に梢テーパ状に形成している。」皿回きスカートのテー
パ部は、ディスクを棒状突起に対してスナップ式に嵌合
させる際、棒状突起の上にディスクをより簡単に機械的
に配置することのできる案内手段となるものである。

さらに、金属ディスク（３０）又は（４ｏ）の外周部に
は図示する如く、リム（５０）又は（５２）が夫々下向
きに形成されている。螢属ディスクの外周部にＦ向きの
リムを設けたことにより、クリンプした電池内の適所に
シールを挿入する］際、シールのプラスチック部分の外
周部の上向きスカートが形成するプラスチック製のガス
ケットが、金属ディスクの外周部によって切れることは
ない。

同じように、ディスク（３０）又は（４ｏ）のド側面は
プラスチック本体国又は（３８）の上部面の１個又は数
個の不連続な突起物ｔ５４１　仏）によって支持される
。該突起物はそれぞれのプラスチック要素の上部曲に形
成され、中央部の突起及び上向きスカートから夫々一定
の間隔が設けられている。

Ｆ回きリム（５０）又は（５２）は、上向きスカート（
２６）又は（４８）の基部であって夫々のプラスチック
本体（３２）又は（３８）の−１一部面に形成された溝
の中で受けられる。

どのようなシールにも、通常は、中央部又は外周部以外
の適当な場所に薄肉部を形成し、密封された電池内のガ
ス圧力が所定のレベルに達した時、破断するようにして
いる。種々の薄肉部の構造を、部材１０）　＋２０ｊ国
）ｌこついて夫々ｔｌｌ）　ｆ５Ｂ）　ｔｆｊｏ）で示
している。

！ｉ８６図１こ代表的なアルカリ電池装置を示しており
、陰極材料（６２）及び陽極材料（６４）か陰極缶容器
咲）の中に装填される。陰極缶（６Ｇ）の頂部近傍には
ビード（６８）が内向きに突設している。雷の開口部近
傍に段部を形成したものであっても可い。缶容器とシー
ル絶縁部材とは図示する如く確実にクリンプシールされ
る。

シール（７０）はプラスチック本体（７２）と金属ディ
スク（７４）から構成される。なおディスク（７４）の
外周部（’ｌＧ）＋こは下向きのリム（７８）が形成さ
れ、プラスチック部祠（７２１に形成された溝の中に収
容されている。第６図の装置は外ジャケラ）　（７９）
が配備されて完成品の状態を示しており、クラフト等の
絶縁ワッシャー（８０）と突起（圓を貫通して下向きに
延びる陽極棒（８２）と、装置頂部に設けた陽極キャッ
プ（８６１が含まれている。

クランプはビード（６８）上方の（８８）に形成され、
プラスチック材料の弾性限界より大きいクリンプ力がプ
ラスチック材料に対して、少なく共クリンプと通常は直
角の第１の部分に加えられ、夕な（ともクリンプより下
の第２の部分にはプラスチック材料の弾性限界よりも小
さい力が加えられる。

上記の如（、又第６図に具体的に示す如（、金属製の支
持ディスク（７４）は（７６）の位置でリム（７８）を
下向きに形成しており、シール部材（１ｏ）の直立した
スカート部分が押圧されてもしっかりと支持することが
でき、電池のクリンプ作用を通じてシールを形成するこ
とができる。又第２図に示す如（、ディスクに歯状の突
起物を形成することにより、ディスフは棒状突起を確実
に把持し口・ツクすること力（できる。

ソール部材（７０）の下側部分に形成された脚（ＣＪ：
Ｊ）　ｆこよって、該部材は缶請）の中で確実にスナ・
ツブ嵌合させることかできることは理解されるであろう
。

金属ディスク（７４）は、第２図及び第３図又は第４図
及び第５図の実施例に示す如く、その中央部〔ま周囲よ
りも高（形成しているから、開１コした陰極容器の」一
端部に対してクリンプ圧力か加えられても、ソール絶縁
部材はＦ向きに片寄ること（まなＧ）。

さらにいずれの金属ディスクの場合も、ディスクにばね
力を持たす形状にしているから、ディスクの外周部が夫
々の上向きスカートの内側面に対して外向きの圧縮力を
作用させ、その後クリンプされた電池がクリンプ型から
取りはすされるとり１ノンプ作業中に発生した内向きの
クリンプ力は解放される。

金属製の支持ディスクが存在することによって、射出成
形したシールのプラスチ・ツク部分の断面番まシール部
材を装填しようとする電池のサイズと一致した、実用的
に最小の厚さとすることかできる。

プラスチックの本体部が例えはポリプロピレンの場合、
水素の通過は破裂可能な通気用の薄肉部からだけでな（
、本体全体からも可能であるから、電池の使用又は保存
に際し、どんな位置で電池か保持或は保存されようとも
、水素の浸透は最大限行なうことができる。このことは
、第６図では（８４）、第３図では（９４）として図示
した棒状のコレクターボスの周りに半径方向へ比較的薄
い突出部（９２）を形成する場合にその効果は著しい。

電池がひっくり返り、電池内の電解質が陰極或は陽極材
料或はセパレータから流れ出ても、プラスチック本体部
の上部側は突出部あるいは少なく共その一部が液体電解
質の上唇こある形状としているから、電解質はプラスチ
ック本体部の内側くことどまることになる。

プラスチック本体部をこのような形状とすることによっ
て、電池がどのような姿勢に置かれても電池から出る水
素は拡散及び浸透に制限を受けることはない。

本発明に係るいずれの実施例に於いても、金属−力の支
持ディスクを配備したことによって熱可塑性材料例えは
ポリプロピレンの如きものを薄肉にして用いることがで
きるから、電池の密封部材としての強度、クリンプ強度
及びクリンプによって形成されるソールの完全性をそこ
なうことなく、電池の水素拡散特性を最大限高め、内部
容積を増加することかできるのである。

これは１９６５年１１月１６日付でカーミ・ノシエル氏
ｆ１１にイ」与された米国特許第３２１８１９７号の１
１１示とは区別されるものである。即ち、該米国特許は
穴付きの突起を備える重油にプラスチ・ツク製の蓋を開
示するものであるが、プラスチック製蓋の成形された’
４７膜部分からしか水素は通ることが出来ない。

第３図及び第５図と同じ（、第６図に於て、金属ディス
クは、破断可能な通気用薄膜上部の安全シールドとして
作用する。これは異物がしばしば薄膜部分に侵入して該
膜に穴を開け、該膜を通じて活性材料が出ていくという
危険を考えた場合、当然のことながら常に重要なファク
ターであると言える。

さらに本発明のシールには、プラスチック部分の上面と
金属製ディスクとの間に空間を設けているから、電池内
で通気が行なわれる際ガスは速やかに膨張し、ガスは電
池の頂部から贋い速度で出て行かない。金属製のディス
クには通路か形成され、前記の空間と電ｌＪ１外部との
圧力を等しくさせている。ディスクの中央開口部に歯状
の突起を形成することにより、プラスチック本体の中央
部ボスの周りに複数個の通路が形成される。

プラスチック本体部がポリプロピレンの如き熱可塑性プ
ラスチックである場合、薄膜部上方の空間高さを低（す
ることができ、絶縁シール部材のトータル厚さをいく分
小さくすることができる。

更に、プラスチック本体部のスカート部分に脚状の突起
を設ける（ある場合には省略しても構わない）ことによ
って、電池内部の自由な容積を一層多（することができ
るから、電池内により多（の量の活性剤を装填すること
ができる。これによって電池寿命の向上をはかることが
できると共に、旨い放電条件下に於て電池内部でのガス
の膨張量をさらに大きくさせることができる。

本発明のシールは焼きなまし処理（ａｎｎｅａ　ｌ　ｉ
ｎｇ　）することができるが、少な（共一般的な用途と
して用いられる小さな電池の場合にあってはプラスチッ
ク本体部は焼なましする必要はなく、それでもすぐれた
電池性能を達成することができる。添附の図面に示した
実施例は単に例示的なものであって、本発明の範囲は特
許請求の範囲内によって規定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る代表的なシールであって下側から
見た斜面図である。 第２図はサイズの大きな電池に用いられる代表的なシー
ルを上側から見た平面図であって他の構造の特徴を破線
又は鎖線で示している。 第３図は第２図の実施例を一部破断した側面図である。 第４図は比較的小さなサイズの電池に用いられる代表的
なシールの平面図であってその他の構造を破線又は鎖線
で示している。 ＄５図は第４図の実施例を一部破断した側面図である。 第６図は本発明に係る電池（外側ジャケットを除く）の
上部の断面図である。 １ｌＯ）　（２０）　（３Ｇ）　（７０）・・・シール
絶縁部材＋１１）　（５８）　＋６０）・・・薄肉部＋
３０＋　＋４０）　ｆｆ４１・・・金属ディスク＋３２
）　＋３８＋　＋７２１・・・プラスチック本体１８）
　＋２２）　（４４１（９０）・・・脚＋２８）　（８
４１・・・棒状突起 （澗（４８）・・・スカート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　陽極と、陰極と、電池の主要素を装填した一般的に
   はシリンダー状の缶容器とを備えた滑閉されたシリンダ
   ー状のガルバニ電池であって、前記缶容器は一端が閉じ
   て他端は開口し、前記缶の開口端部にはさらにシール絶
   縁部材を備え、該ｉ１＜　Ｕは容器缶の一ヒ喘部に形成
   されたクリンプによって容器缶に対して密封状態にて保
   持されており、 前記シール絶縁部材は熱可塑性材から成形された本体部
   と、該本体部の上に配備された金属製のディスク部から
   構成され、前記ディスクと前記本体部の間には空間を設
   けており、前記熱可塑性材から成形された本体部はその
   周縁部に内向きの肩部が形成され、複数個の不連続な脚
   状突起物として形成されたｆ向きかつ外向き苓こ延ひる
   不連続なスカート部と境界を成しており、前記金属ディ
   スクは、中央部に開１］を設け、前記熱可塑性材から成
   形された本体部の上面の中央部に上向きに突設したボス
   にしまりばめにて嵌まっており、ディスクには少な（共
   １つの開口が形成されて電池の外部と、ディスク及び本
   体部との空間との間の圧力を等しくする為の通路を有し
   ていることを特徴とする耐封ガルバニ電池。 ■　陽極と、陰極と、電池の主要素が装填された一般的
   にはシリンダー状の缶容器とを備えており、前記缶容器
   の一端は閉じて他端は開ｌコシ、該缶の開口端部にはノ
   ール絶縁部材を配備し、該部材は缶容器の上端部に形成
   されたクリンプによって缶に対して密封関係にて保持さ
   れており、 前記ソール絶縁部材は、熱可塑性材から成形された本体
   部と、該本体部の上に配備された金属製のディスク部か
   ら構成され、ディスクと本体部との間には空間を設けて
   おり、 前記金属製のディスクの中央部には開口を設け、一定間
   隔をおいて複数個の突起が半径方向の内向きに形成され
   、前記突起の中央部開口は熱可塑性材から成形された本
   体上部面の中央部に」二向きに突設したボスにしまりは
   めにて嵌まっており、前記突起間の開口部は電池の外部
   と、ディスク及び熱可塑性材から成形された本体部との
   間の空間との圧力を平衡にする為の通路を形成している
   ことを特徴とする密封ガルバニ電池。 ■　缶容器は開口端部の近傍に段部が形成され、段部」
   ニガの缶の直径は段部より下側の直径よりも大きい特許
   請求の範囲第１項に記載のガルバニ電池。 ■　缶容器の開口端部付近にはビードが内向きに形成さ
   れている特許請求の範囲第１項に記載のガルバニ電池。 ■　ディスクの中央部はディスクの周囲よりも高い特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載のガルバニ電池。 ■　熱可塑性材から成形された本体の上部面の外縁部に
   はスカートが上向きに突設されている特許請求の範囲＄
   ５項に記載のガルバニ電１１！！。 ■　熱可塑性材から成形された本俸の中央部又は外周部
   以外の少な（共一部には、肉厚がその周りの材料の肉厚
   よりも薄い部分を形成し、合間されたガルバニ電池内部
   の圧力が所定のレベルに達した時に破裂可能な通気部と
   して供される特許請求の範囲第１項又は第２項又は＄６
   項に記載９ガルバニ電池。 ■　ディスクは弾性力を備えており、クリンプを形成す
   る内向きのクリンプ力を解除した後、ディスク周囲の外
   向き圧縮力が」二向きに延ひるスカートの内側面に加え
   られる特許請求の範囲第６項に記載のガルバニ電池。 ■　熱可塑性材から成形された部材の外周部は直立した
   スカートの外側がやや上向きかつ外向きにテーパ状を成
   している特許請求の範囲第７項に記載のガルバニ電池。 ［相］　金属製ディスクの外周部にはリムが下向きに形
   成されている特許請求の範囲第７項に記載のガルバニ電
   池。 ■　金属製ディスクの下向きのリムは、上向きに延びる
   スカートの基部にて熱可塑性材から成形された部材の上
   部面に形成された溝に収容されている特許請求の範囲第
   １０項に記載のガルレノ＜二電池。 ＠　熱可塑性材から成形された部材を形成する材料ハ、
   ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン及びその共重
   合体から成る群から選択される特許請求の範囲第７項に
   記載のガルバニ電池。 ［相］　熱可塑性材から成形された部材の下側には少な
   く共１個の突起が形成され、該突起は中央に設けたボス
   の下向き突出部から半径方向に遠ざかるように延びてお
   り、その厚さは破断可能な通気部よりも大きくしている
   特許請求の範囲第７項に記載のガルバニ電池。