JP2007242510A - 電池の安全装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池の安全装置は、電池の内外を仕切り、外面24aに開口端を有するガス抜き孔28が形成された蓋板24と、ガス抜き孔28の開口端を覆うよう蓋板24の外面24a上に配置されたゴム製の弁体30と、ガス抜き孔28の開口端に形成され、ガス抜き孔28の内周面28aから蓋板24の外面24aに向かって拡開する拡開面34とを備える。また、安全装置は、蓋板24の外面24a上に配置され、弁体30を覆う正極端子32を備える。弁体30は、蓋板24と正極端子との間にて圧縮され、拡開面34及び拡開面34を囲む蓋板24の外面24aの領域に押し付けられる。
【選択図】図2
Description
具体的には、電池の安全装置は蓋板を備え、蓋板の中央には、パンチ加工によってガス抜き孔が形成されている。蓋板の外面上には、ガス抜き孔を覆うようにゴム製の円柱状の弁体が配置され、更に、弁体を覆うように正極端子が固定されている。弁体は、正極端子の端壁と蓋板との間で圧縮された状態にあり、所定の作動圧力までガス抜き孔の開口端を閉塞する。
その上、この電池の安全装置では、拡開面の形状によって作動圧力が変化するため、拡開面の形状を適当な形状にすることで、その作動圧力を電池の仕様に適した作動圧力に容易に合致させられる。
この電池は、例えばAAサイズの円筒形電池であり、一端が開口した有底円筒形状をなす外装缶10を備える。外装缶10の底壁の外面は、導電性を有した負極端子として機能する。
蓋板24は、外装缶10の開口端に位置し、蓋板24の外周部と外装缶10の内周面との間には環状の絶縁ガスケット26が挟まれている。これら蓋板24及び絶縁ガスケット26は、外装缶10の開口端をかしめ加工することによって外装缶10の開口端に固定され、絶縁ガスケット26によって、蓋板24の外周部と外装缶10との間が絶縁されるとともにシールされる。
図2は安全装置を拡大して示す。弁体30側のガス抜き孔28の開口端には、図中円内に拡大して示したように、R形状の拡開面34が形成されている。拡開面34は、ガス抜き孔28の内周面28aから蓋板24の外面24aに渡っており、拡開面34の内径は、ガス抜き孔28の内周面28aから蓋板24の外面24aに向けて、連続的に拡大している。
図3は、拡開面34の形成方法の一例を示しており、拡開面34は、パンチ加工によってガス抜き孔28が形成された板材40を、一対の金型42,44間で押圧することによって形成される。金型44は、根元近傍がR形状の突起を有し、突起の根元によって拡開面34が成形される。
そして、この安全装置では、ガス抜き孔28の開口端に拡開面34が形成されることで、作動圧力が高くても作動圧力のばらつきが抑制される。この結果として、この安全装置を適用した電池は、安全装置が必要なときのみ作動し、アルカリ電解液や水素ガス等の電池の内容物の不必要な放出が防止され、長寿命になる。また、この電池では、平衡圧の高い水素吸蔵合金を使用してもよく、電池の高容量化が安全に実現される。
その上、この安全装置では、拡開面34の形状によって作動圧力が変化するため、拡開面の曲率半径Rを適当な値にすることで、その作動圧力を電池の仕様に適した作動圧力に容易に合致させられる。
本発明は上記した一実施形態に限定されることはなく、種々変形が可能であり、例えば、弁体30の材料であるゴムの硬度は特に限定されない。ただし、作動圧力を高くするためには、ウォーレス硬度が85度以上のゴムを弁体30に用いるのが好ましい。
一実施形態では、拡開面34の曲率半径Rは、特に限定されないけれども、0.15mm以上であるのが好ましい。曲率半径Rが0.15mm以上の場合、弁体30の圧縮率Rcが20%以上であっても、確実に作動圧力のばらつきが抑制されるからである。一方、曲率半径Rの上限は0.45mm以下であるのが好ましい。曲率半径Rが0.45mm以下の場合、ガス抜き孔28の内径dと弁体30の外径Dvに略係わらず、安全装置が簡単に組み立てられるからである。
この変形例の場合でも、ガス抜き孔28の開口端に所定形状の拡開面56を形成することで、安全装置間でみて、弁体50に対するガス抜き孔28の開口端の食い込みが均一になり、作動圧力が高くても作動圧力のばらつきが抑制される。そして、拡開面56の形状によって作動圧力が変化するため、拡開面56のテーパ角度を適当な値にすることで、その作動圧力を電池の仕様に適した作動圧力に容易に合致させられる。
本発明の電池の安全装置は、ニッケル水素蓄電池以外のアルカリ蓄電池のみならず、一次電池にも適用可能なのは勿論であるけれども、電池内圧が高くなるニッケル水素蓄電池等のアルカリ蓄電池に特に適する。
実施例として、図2に示した電池の安全装置を組み立てた。この際、表1に示したように、実施例毎に、拡開面34の曲率半径R及び弁体30の圧縮率Rcを変化させた。また、比較例として、ガス抜き孔28の開口端に拡開面を形成せず、開口端をパンチ加工したままにした安全装置を組立てた。
2.安全装置の作動圧力の評価
実施例及び比較例の各安全装置を作動圧力の装置に取り付け、作動圧力を測定した。測定結果として、表1に、作動圧力の平均値及びその標準偏差値を示す。
3.評価結果
表1から以下のことが明らかである。
(1)実施例1〜24及び比較例1〜3の結果より、拡開面34の曲率半径Rが0.15mm以上であれば、弁体30の圧縮率Rcが20%以上であっても、作動圧力のばらつき(標準偏差値)が小さくなる。
(2)実施例1〜24の結果より、拡開面34の曲率半径Rが大きいほど、作動圧力が小さくなる。
24a 外面
28 ガス抜き孔
28a 内周面
30 弁体
32 正極端子(弁ケース)
34 拡開面
Claims (2)
- 電池の内外を仕切り、外面に開口端を有するガス抜き孔が形成された区画壁と、
前記ガス抜き孔の開口端を覆うよう前記区画壁の外面上に配置されたゴム製の弁体と、
前記ガス抜き孔の開口端に形成され、前記ガス抜き孔の内周面から前記区画壁の外面に向かって拡開する拡開面と
前記拡開面及び前記拡開面を囲む前記区画壁の外面の領域に前記弁体を押し付けるための付勢手段と
を備えることを特徴とする電池の安全装置。 - 前記付勢手段は、前記区画壁の外面上に前記弁体を覆うように設けられ、前記区画壁の外面との間にて前記弁体を圧縮する弁ケースを含むことを特徴とする請求項1に記載の電池の安全装置。
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