JP2014175143A - 密閉二次電池の注液口の封止構造及び封止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工が簡単で、密閉二次電池の注液口を高い信頼性で封止することの出来る封止構造を提供する。
【解決手段】底部(11)と、中空で内側に雌ねじ(15)が形成された管状部(12)と、管状部に隣接し、管状部より肉厚の薄い中空の変形可能部(13)と、底部と反対側の変形可能部の端部に形成された開口付きのフランジ(14)とを備えるブラインドナット(10)を使用し、
ブラインドナット(10)の底部と管状部と変形可能部とを、密閉二次電池の注液口(83)に挿入し、密閉二次電池の注液口の周りの表面に、フランジの下面を当接させ、変形可能部の一部を拡径するように塑性変形させ、変形した拡径部(13a)とフランジとの間に密閉二次電池の注液口の周りを把持して密閉二次電池に取付けることにより密閉二次電池の注液口を封止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、密閉式二次電池の注液口の封止方法に関する。特に、ブラインドナットを使用して、安価で確実に注液口を封止することが出来る封止構造及び封止方法に関する。

密閉式二次電池は、注液口等の開口部を密封する必要があり、簡単で信頼性の高い封止構造が求められている。そのため、種々の封口方法が提案されている。電池の注液口等の開口部に樹脂製のガスケットを介してかしめ封口する方法は、樹脂性のガスケットと金属製の封止体との間の密着性がよくないと、電解液が外部に漏れる場合がある。金属性の封止蓋をレーザ溶接する方法は、注液口の縁に付着した電解液により、溶接不良が生じるおそれがある。また、レーザ溶接に時間がかかり、溶接の品質がばらつき、電解液のリークが生じるおそれがある。その結果、歩留まりがよくなく、コスト高になる。

特許文献１は、密封式電池の開口部を封止するシールドタイプのブラインドリベットと樹脂性スリーブとからなる封止具を開示する。封止具は、軸部と大径部とを有する金属芯と、有底でつば付きの金属製筒状部材と、開口側から金属製筒状部材の一部が挿入された有底でつば付きの樹脂性スリーブとを備える。金属芯を金属製筒状部材から引き抜いていくと、大径部により金属製筒状部材は径方向に押し広がられて変形する。樹脂性スリーブは、金属製筒状部材の変形により径方向に押し広げられて密封式電池の開口部を封止する。

特許文献１の封止具は、有底の樹脂性スリーブを用いるので、樹脂性スリーブと電池容器との密着が保たれていれば、電池の密封を保持することが出来る。しかし、ブラインドリベット以外に樹脂性スリーブを用いるので、部品点数多くなり、コストが高くなる。

特許文献２は、リベット本体と操作用ロッドとからなるブラインドリベットにより、注液口が密封される電池を開示する。操作用ロッドにより塑性変形させたリベット本体で電池の蓋体の注液口が密封される。リベット本体は、注液口の周囲外面に係合する係合顎と、注液口に挿入される袋状突部とを有する。操作用ロッドの先端部には膨大部が形成され、袋状突部内に保持されている。封止口をブラインドリベットにより封止するときは、操作ロッドを袋状突部内から引き上げ、膨大部にてリベット本体の袋状突部が径方向外方に押し広げられ、注液口の周囲内面に係合するように塑性変形され、注液口が封止される。

特許文献２の封止構造は、操作用ロッドを破断し、膨大部が封止部に残り、操作用ロッドの残部を除去する必要があり、無駄が出る。操作用ロッドが破断する荷重は一定しないので、封止部に形成される膨大部の寸法はばらつきが出る。また、注液孔の内周面の表面仕上が粗いと、蓋体と注液孔の内周面との間に隙間が生じやすく、高い信頼性で封止することが出来なくなる。

特許文献３は、環状のフランジとして形成された頭部と、シャンクとを有し、頭部端からシャンクの脚部端まで延びて脚部端で閉じられた円筒形のボアが形成されたブラインドリベットナットを開示する。ブラインドリベットナットは、雌ねじが設けられた第１のボアセグメントと、第１のボアセグメントより大きい内径の第２のボアセグメントとを有し、第２のボアセグメントを囲む壁が変形可能領域を形成している。板金の薄板部品にブラインドリベットナットを締結するときは、第１のボアセグメントを引き抜きマンドレルにねじ取り付けし、引き抜きマンドレルにより、第１のボアセグメントをフランジの方向に移動させ、変形可能領域を圧縮して、膨出部を形成し、ブラインドリベットナットを固定する。

特許文献３のブラインドリベットナットは、薄板部品に取付けるもので、電池の注液孔のような高い信頼性を必要とする開口部を封止するものではない。

そのため、加工が簡単で、密閉式二次電池の注液口を高い信頼性で封止することの出来る封止構造が求められていた。

特開２０１２−９２８８号公報 特開２００３−２２９１１８号公報 特開２００５−２０７５９５号公報

従って、本発明の目的は、加工が簡単で、密閉式二次電池の注液口を高い信頼性で封止することの出来る封止構造と封止方法を提供することである。

この目的を達成するため、本発明では、ブラインドナットにより注液口を封止する。

本発明の１態様は、底部と、中空で内側に雌ねじが形成された管状部と、前記管状部に隣接し、前記管状部より肉厚の薄い中空の変形可能部と、前記底部と反対側の前記変形可能部の端部に形成された開口付きのフランジとを備えるブラインドナットを使用し、
密閉二次電池の注液口に前記底部と前記管状部と前記変形可能部とを挿入し、前記密閉二次電池の前記注液口の周りの上面に、前記フランジの下面を当接させ、前記変形可能部の一部を拡径するように塑性変形させ、変形した拡径部と前記フランジとの間に前記密閉二次電池の前記注液口の周りを把持して前記密閉二次電池にブラインドナットを取付けることにより密閉二次電池の注液口を封止することを特徴とする封止構造である。

この封止構造は、ブラインドナットを密閉二次電池の注液口に取付けるとき、変形可能部が塑性変形して、拡径部が形成される。拡径部は、注液口の下縁部に密着する。ブラインドナットのフランジと、拡径部とにより、注液口を確実に封止することが出来る。

前記変形可能部は、前記フランジに隣接する第１変形可能部と、前記第１変形可能部と前記管状部との間に位置し、前記第１変形可能部より肉厚が厚く前記管状部より肉厚が薄い第２変形可能部とを有することが好ましい。

肉厚の薄い第１変形可能部が拡径するように変形し、第１変形可能部の変形に引張られて、第１変形可能部より肉厚の厚い第２変形可能部が変形する。肉厚の薄い第１変形可能部が小さい力で拡径変形し始めるので、変形不良がおき難く、厚い肉厚の第２変形可能部が第１変形可能部の変形に引張られて注液口の周りの下面を押圧するように変形するので、注液口を確実に封止することが出来る。

前記管状部と、前記第１変形可能部と、前記第２変形可能部とは、同じ外径を有することが好ましい。

前記変形可能部は、前記フランジに隣接する第１変形可能部と、前記第１変形可能部と前記管状部との間に位置し、前記第１変形可能部より外径が小さく前記第１変形可能部と肉厚が同じである第２変形可能部とを有することが好ましい。
第１変形可能部と第２変形可能部との肉厚がほぼ同じで、第２変形可能部の外径が第１変形可能部の外径より小さいと、第２変形可能部が第１変形可能部の内側に食い込むように変形し、注液口の下縁部に第１変形可能部が食い込むように変形して、拡径部を形成する。そのため、注液口の下縁部の密封性が良好になる。

前記変形可能部は、前記フランジに隣接する第１変形可能部と、前記第１変形可能部と前記管状部との間に位置し、前記第１変形可能部から前記管状部に向かって次第に肉厚が厚くなるテーパ部とを有することが好ましい。

テーパ部を有すると、まず、肉厚の薄い第１変形可能部が拡径するように変形し、第１変形可能部の変形に引張られて、第１変形可能部より肉厚の厚いテーパ部が変形する。ブラインドナットは、小さい力で、拡径変形し始めるので、変形不良がおき難く、肉厚が次第に厚くなるテーパ部が第１変形可能部の変形に引張られて注液口の周りの下面を押圧するように変形するので、注液口を確実に封止することが出来る。

前記フランジの下面の前記変形可能部の周りに、リング溝が形成され、前記リング溝にＯリングが配置されることが好ましい。
Ｏリングが配置されると、フランジの下面と、電池蓋の上面との間が、Ｏリングにより封止されるので、更に確実に注液口を封止することが出来る。

前記フランジの下面には、中心軸に向かって下方に傾斜するテーパが付いていることが好ましい。
フランジのテーパが付いた下面は、密閉二次電池の注液口の上縁部に確実に係合する。このため、フランジの外径が小さくても、注液口の上縁部と、フランジとの間の密封性は良好である。

前記底部に密着する下部と、前記管状部の外周面を覆う円筒部と、前記フランジの下面に密着するフランジ下部とを有する樹脂キャップを備え、
前記ブラインドナットの前記変形可能部が拡径して拡径部が形成されるとき、前記拡径部を覆う前記樹脂キャップの円筒部の一部は、拡径して膨大部を形成し、前記膨大部と、前記フランジ下部との間に前記密閉二次電池の前記注液口の周りを把持して密封することが好ましい。

変形可能部が変形して拡径部が形成されるのに伴い、樹脂キャップが変形し、拡径部の外側を覆う形状の膨大部となる。注液口の周りの上面、内周面、下面が樹脂キャップで覆われ密封されるので、密封性が非常によく、液漏れがおき難い。

本発明の他の態様は、底部と、中空で内側に雌ねじが形成された管状部と、前記管状部に隣接する中空の変形可能部と、前記底部と反対側の前記変形可能部の端部に形成された開口付きのフランジとを備えるブラインドナットを密閉二次電池の注液口に取付けて前記注液口を封止する方法であって、
締結工具のスクリューマンドレルを正回転させて、前記ブラインドナットの前記管状部の前記雌ねじに、前記スクリューマンドレルの雄ねじを係合させ、
前記締結工具のノーズピースの下面を、前記ブラインドナットの前記フランジの上面に当接させ、
前記密閉二次電池の前記注液口に、前記スクリューマンドレルに取り付けた前記ブラインドナットを挿入し、前記フランジの下面を前記注液口の周りの上面に当接させ、
前記締結工具の前記ノーズピースの下面を、前記ブラインドナットの前記フランジに当接させ支持した状態で、前記スクリューマンドレルを回転させずに本体側に強く引き付け、前記変形可能部の一部を拡径するように塑性変形させ、
前記変形可能部が塑性変形して出来た拡径部と前記フランジとの間に、前記密閉二次電池の前記注液口の周りを把持し、
前記締結工具の前記スクリューマンドレルを逆回転させて、前記ブラインドナットの前記管状部の前記雌ねじから、前記スクリューマンドレルの雄ねじの係合を解除することを特徴とする方法である。

本発明の封止構造は、溶接と比較して、品質にばらつきが少なく、歩留まりが向上する。
ブラインドリベットを使用して封止する場合は、マンドレルの破断くずが出る。また、マンドレルが破断する荷重は一定しないので、封止部の形状がばらつく。これに対して、本発明のブラインドリベットにより封止する構造は、破断くずは発生せず、ツールによる引込み量又は引込み荷重を管理することにより、封止部の封止性能を管理することが出来る。

本発明によれば、加工が簡単で、密閉式二次電池の注液口を高い信頼性で封止することが出来る封止構造と封止方法を得ることができる。

本発明の第１の実施形態のブラインドナットの断面図である。 図１のブラインドナットにより密閉二次電池の電池蓋の注液口を封止した状態を示す断面図である。 本発明のブラインドナットにより密閉二次電池の注液口を封止するのに使用する締結工具の先端部の正面図である。 図２の密閉二次電池の電池蓋の注液口の部分の拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態のブラインドナットの断面図である。 図５のブラインドナットにより密閉二次電池の注液口を封止した状態を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態のブラインドナットの断面図である。 図７のブラインドナットにより密閉二次電池の注液口を封止した状態を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態のブラインドナットの断面図である。 本発明の第５の実施形態のブラインドナットの断面図である。 本発明の第６の実施形態のブラインドナットの断面図である。 本発明の第７の実施形態のブラインドナットの断面図である。 図１２のブラインドナットにより密閉二次電池の注液口を封止した状態を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による封止具により密閉二次電池の注液口を密封の封止構造について説明する。
密閉式二次電池では、電池容器の中に極板郡が収められている。電池は電池蓋を有し、電池蓋には外部端子とガス放出弁と注液口とが設けられている。注液口から電解液を電池容器の内部に注入後、封止具により電池蓋の注液口を密封して密閉式二次電池を作成する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるブラインドナット10の断面図である。ブラインドナット10は、全体として中心軸の周りに軸対称で底のある円筒形である。ブラインドナット10は、一端部に底部11を有する。底部11に続く管状部12は円筒形である。管状部12の内側には、底部11に隣接する部分を除いて、雌ねじ15が形成されている。雌ねじ15には、締結工具の雄ねじを係合させることが出来る。ブラインドナット10は、管状部12に隣接して、円筒形の変形可能部13を有する。管状部12と、変形可能部13とは、同じ外径D13を有する。変形可能部13は内径d13を有し、変形可能部13は、電池蓋81に取付けるときに変形して拡径する部分である。ブラインドナット10は、底部11と反対側に、管状部13に隣接してフランジ14を有する。フランジ14の外径は、変形可能部13の外径より大きく、電池蓋81の注液口83の内径より大きい。

ブラインドナット10のフランジ14側端部から底部11の上面まで断面が円形の中心孔16が形成されている。中心孔16の内径は、管状部12より変形可能部13の方が大きく、変形可能部13は、肉厚が薄く変形しやすくなっている。底部11から管状部12を通って変形可能部13まで、外径は同じであり、この外径D13は電池蓋81の注液口83の内径より小さく、電池蓋81の注液口83に挿入することが出来る。必要に応じて、管状部12と、変形可能部13との外径は異なっても良い。
底部11を先頭にして、ブラインドナット10を電池蓋81の注液口83に挿入すると、フランジ14の下面が電池蓋81の上面に当接して止まるようになっている。

図２は、ブラインドナット10により密閉式二次電池80の電池蓋81に形成された注液口83を封止した状態を示す断面図である。図２に示す密閉式二次電池80は、本発明の封止構造の電池全体における位置付けを示すためのものであり、この電池構造により、本発明による封止構造が限定されるものではない。

密閉式二次電池80は、発電要素を収容する電池容器85と、電池容器85の開口部をふさぐ電池蓋81とを備える。電池容器85は、薄い金属板製で、円形の底部と、底部に隣接する円筒部とを有する。電池蓋81は円板状で、外周部は、電池容器85に結合するため、上向きに屈曲した縁部81aとなっている。電池容器85内には、発電要素が収容される。電池容器85の円筒部の上縁部85aは、電池蓋81の外周部81aにロー付け等により結合される。

電池蓋81には、円形の注液口83が設けられている。注液口83を通って電池容器85内に電解液を注入した後、注液口83をブラインドナット10で封止する。
ブラインドナット10は、変形可能部13が拡径して拡径部13aとなり、フランジ14の下面と、拡径部13aの上面との間に、電池蓋81の注液口83の周囲をはさみ、注液口83を密封している。
ブラインドナット10により注液口83を封止する方法については後述する。

（締結工具）
図３は、本発明の実施形態に使用する締結工具90の先端部の正面図である。締結工具90は、締結する部品を支持するためのノーズピース92と、先端部の雄ねじを有するスクリューマンドレル93とを備える。
スクリューマンドレル93の外径は、ブラインドナット10の変形可能部13の中心孔16の上部の内径より小さく、中心孔16に挿入することができる。スクリューマンドレル93の雄ねじは、ブラインドナット10の管状部12の雌ねじ15と係合することができる外径である。締結工具は、スクリューマンドレル93を正逆方向に回転させて、管状部12の雌ねじ15と係合させ、また係合を解除することができるようになっている。また、ブラインドナット10のフランジ14をノーズピース92で支持した状態で、スクリューマンドレル93を回転させずに、強く引きこむことができるようになっている。

（封止方法）
図４は、図２の電池蓋の注液口の部分の拡大断面図である。図２を参照して、ブラインドナット10により注液口83を封止する方法を説明する。ブラインドナット10の中心孔16に、締結工具のスクリューマンドレル93を挿通して、スクリューマンドレル93を正回転させて、ブラインドナット10の管状部12の雌ねじ15に、スクリューマンドレル93の雄ねじを係合させていく。スクリューマンドレル93の雄ねじが、所定の長さだけ雌ねじ15に係合したところで、締結工具のノーズピース9の下面が、ブラインドナット10のフランジ14の上面に当接して、スクリューマンドレル93の回転を停止する。

電池蓋81の注液口83に、スクリューマンドレル93に取り付けた状態のブラインドナット10を挿入する。フランジ14の下面が注液口83の周りの上面に当接する。
締結工具のノーズピース92の下面を、ブラインドナット10のフランジ14に当接させ支持した状態で、スクリューマンドレル83を回転させずに本体側に強く引き付ける。このとき、ノーズピース92の下面は、ブラインドナット10のフランジ14を下方に押して支持し、スクリューマンドレル93を引き、これにより管状部12を上方へ引き上げる。

この力により、ブラインドナット10の変形可能部13の一部が座屈し拡径するように塑性変形する。変形可能部13の電池蓋81の注液口83の中にある部分は、注液口83により外径を規制されるので、注液口83の内径より大きくは拡径することができない。変形可能部13は、電池蓋81の下面の位置から下側の部分が拡径して、拡径部13aとなり、電池蓋81の注液口83の周囲の下面に当接する。

拡径部13aとフランジ14との間に電池蓋81の注液口83の周囲を挟んで、注液口83を密封する。
締結工具により締結が終わった後、スクリューマンドレル93を逆回転させ、スクリューマンドレル93の雄ねじと、管状部12の雌ねじ15との係合を解除する。その後、締結工具を上方へ退避させる。図４は、このようにして、ブラインドナット10により、電池蓋81の注液口83を封止した状態を示す。

本発明の第１の実施形態によれば、ブラインドナット10を取付けるとき、変形可能部13が塑性変形して、拡径部13aが形成される。拡径部13aは、電池蓋81の注液口83の内周面の下端部に密着する。ブラインドナット10のフランジ14と、拡径部13aとにより、電池蓋81の注液口83を確実に封止する。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態によるブラインドナット20の断面図である。図６は、ブラインドナット20により注液口83を封止した状態を示す断面図である。ブラインドナット20は、第１の実施形態によるブラインドナット10とほぼ同じである。ブラインドナット20について、第１の実施形態によるブラインドナット10と、異なる点のみを説明する。

ブラインドナット20は、フランジ14の下面の変形可能部13の周りに、リング溝27が形成され、リング溝27にはＯリング28が配置される。
ブラインドナット20は、フランジ14の下面と、電池蓋81の上面との間が、Ｏリング28により封止されるので、更に確実に注液口83を封止することが出来る。
図５では、リング溝27は、変形可能部13に隣接して形成されているが、リング溝27はフランジ14の下面の外周に近い部分に設けることも出来る。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態によるブラインドナット30の断面図である。図８は、ブラインドナット30により注液口83を封止した状態を示す断面図である。ブラインドナット30は、フランジ34の外径が、変形可能部13の外径より少し大きく、第１の実施形態のブラインドナット10のフランジ14の外径より小さい。フランジ34の下面34aは、中心軸に近づくと低くなるようなテーパが付いている。
図８に示すように、ブラインドナット30により注液口83を封止した状態では、フランジ34の外径が小さいので、電池蓋81の上面の面積が小さくて済む。また、フランジ34のテーパが付いた下面34aは、電池蓋81の注液口83の周りに係合するとき、注液口83の上縁部に確実に係合する。このため、フランジ34の外径が小さくても、注液口83の上縁部と、フランジ34との間の密封性は良好である。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態によるブラインドナット40の断面図である。ブラインドナット40は、フランジ14の下の変形可能部が、フランジに隣接する第１変形可能部46と、管状部12に隣接する第２変形可能部47とに分かれている。第１変形可能部46と、第２変形可能部47との間は、段部48となっている。第１変形可能部46と、第２変形可能部47と、管状部12との外径は等しく、D47である。第１変形可能部46の内径d46は、第２変形可能部47の内径d47より大きく、第１変形可能部46の厚さは、第２変形可能部47の厚さより薄い。

ブラインドナット40は、注液口83を封止するため、塑性変形するとき、まず、肉厚の薄い第１変形可能部46が拡径するように変形し、第１変形可能部46が変形すると、第１変形可能部46より肉厚の厚い第２変形可能部47が、第１変形可能部46の変形に引張られて、変形する。ブラインドナット40は、肉厚の薄い部分が小さい力で拡径変形し始めるので、変形可能部が変形するとき変形不良がおき難い。肉厚の厚い部分は肉厚の薄い部分に引張られて変形するので、容易に変形することが出来、厚い肉厚の第２変形可能部47が第１変形可能部46の変形に引張られて注液口83の周りの下面を押圧するように変形するので、注液口83を確実に封止することが出来る。

（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態によるブラインドナット50の断面図である。ブラインドナット50は、フランジ14の下の変形可能部が、フランジに隣接する第１変形可能部56と、第１変形可能部56に隣接するテーパ部57とに分かれている
第５の実施形態によるブラインドナット50は、塑性変形するとき、まず、肉厚の薄い第１変形可能部56が拡径するように変形し、第１変形可能部56が変形すると、第１変形可能部56より肉厚の厚いテーパ部57が、第１変形可能部56の変形に引張られて、変形する。ブラインドナット50は、小さい力で、拡径変形し始めるので、変形不良がおき難く、肉厚が次第に厚くなるテーパ部57が第１変形可能部56の変形に引張られて注液口83の周りの下面を押圧するように変形するので、注液口83を確実に封止することが出来る。

（第６の実施形態）
図１１は、本発明の第６の実施形態によるブラインドナット60の断面図である。ブラインドナット60は、図９に示す第４の実施形態によるブラインドナット40に近似している。フランジ14の下の変形可能部が、フランジに隣接する第１変形可能部66と、管状部12に隣接する第２変形可能部67とに分かれている。第１変形可能部66と、第２変形可能部67との間は、段部68となっている。第１変形可能部66の内径d66は、第２変形可能部67の内径d67より大きい。

第１変形可能部66の外径D66は、第２変形可能部67の外径D67より大きい。第２変形可能部67と、管状部12と、底部11との外径は、同じD67である。第１変形可能部66の肉厚と、第２変形可能部67の肉厚とは、ほぼ等しい。
ブラインドナット60で注液口83を封止するときは、第２変形可能部67が第１変形可能部66の内側に食い込むように変形し、注液口83の下縁に第１変形可能部66が食い込むように変形して、拡径部を形成する。注液口83の下縁における、封止性が良好である。

（第７の実施形態）
図１２は、本発明の第７の実施形態によるブラインドナット70の断面図である。図１３は、ブラインドナット70により注液口83を封止した状態を示す断面図である。ブラインドナット70は、第１の実施形態によるブラインドナット10に樹脂キャップ79をかぶせたものである。樹脂キャップ79は、下部79aと、円筒部79bと、フランジ下部79cとを有する。底部79aは、ブラインドナット70の底部11を覆う。円筒部79bは、ブラインドナット70の管状部12と変形可能部13との外面に密着し、円筒部79bの外径は、注液口83の内径に適合する。フランジ79cは、ブラインドナット70のフランジ14の下面に密着している。

ブラインドナット70で注液口83を封止すると、変形可能部13が変形して拡径部13aが形成されるのに伴い、樹脂キャップ79の変形可能部13を覆う部分が変形し、拡径部13aの外側を覆う形状の膨大部79dとなる。注液口83の周りの上面、内周面、下面が樹脂キャップ79で覆われ密封されるので、密封性が非常によく、液漏れがおき難い。

本発明の実施形態の注液口の封止方法によれば、品質にばらつきが少なく、歩留まりが向上し、その結果コストが安くなる。
ブラインドリベットを使用して封止する場合は、マンドレルの破断くずが出る。また、マンドレルが破断する荷重は一定しないので、封止部の形状がばらつく。これに対して、本発明のブラインドリベットにより封止する方法は、破断くずは発生せず、ツールによる引き込み量を管理することにより、封止部の封止性能を管理することが出来る。
そのため、高い信頼性をもって電池蓋の注液口を封止することが出来る。

10 ブラインドナット
11 底部
12 管状部
13 変形可能部
13a 拡径部
14 フランジ
15 雌ねじ
16 中心孔
20 ブラインドナット
27 リング溝
28 Ｏリング
30 ブラインドナット
34 フランジ
40 ブラインドナット
46 第１変形可能部
47 第２変形可能部
48 段部
50 ブラインドナット
56 第１変形可能部
57 テーパ部
60 ブラインドナット
66 第１変形可能部
67 第２変形可能部
68 段部
70 ブラインドナット
79 樹脂キャップ
79a 下部
79b 円筒部
79c フランジ下部
79d 膨大部
81 電池蓋
83 注液口
85 電池容器
90 締結工具
92 ノーズピース
93 スクリューマンドレル

本発明は、密閉二次電池の注液口の封止方法に関する。特に、ブラインドナットを使用して、安価で確実に注液口を封止することが出来る封止構造及び封止方法に関する。

密閉二次電池は、注液口等の開口部を密封する必要があり、簡単で信頼性の高い封止構造が求められている。そのため、種々の封口方法が提案されている。電池の注液口等の開口部に樹脂製のガスケットを介してかしめ封口する方法は、樹脂性のガスケットと金属製の封止体との間の密着性がよくないと、電解液が外部に漏れる場合がある。金属性の封止蓋をレーザ溶接する方法は、注液口の縁に付着した電解液により、溶接不良が生じるおそれがある。また、レーザ溶接に時間がかかり、溶接の品質がばらつき、電解液のリークが生じるおそれがある。その結果、歩留まりがよくなく、コスト高になる。

そのため、加工が簡単で、密閉二次電池の注液口を高い信頼性で封止することの出来る封止構造が求められていた。

従って、本発明の目的は、加工が簡単で、密閉二次電池の注液口を高い信頼性で封止することの出来る封止構造と封止方法を提供することである。

本発明によれば、加工が簡単で、密閉二次電池の注液口を高い信頼性で封止することが出来る封止構造と封止方法を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による封止具により密閉二次電池の注液口を密封の封止構造について説明する。
密閉二次電池では、電池容器の中に極板郡が収められている。電池は電池蓋を有し、電池蓋には外部端子とガス放出弁と注液口とが設けられている。注液口から電解液を電池容器の内部に注入後、封止具により電池蓋の注液口を密封して密閉二次電池を作成する。

図２は、ブラインドナット10により密閉二次電池80の電池蓋81に形成された注液口83を封止した状態を示す断面図である。図２に示す密閉二次電池80は、本発明の封止構造の電池全体における位置付けを示すためのものであり、この電池構造により、本発明による封止構造が限定されるものではない。

密閉二次電池80は、発電要素を収容する電池容器85と、電池容器85の開口部をふさぐ電池蓋81とを備える。電池容器85は、薄い金属板製で、円形の底部と、底部に隣接する円筒部とを有する。電池蓋81は円板状で、外周部は、電池容器85に結合するため、上向きに屈曲した縁部81aとなっている。電池容器85内には、発電要素が収容される。電池容器85の円筒部の上縁部85aは、電池蓋81の外周部81aにロー付け等により結合される。

Claims (9)

1. 底部と、中空で内側に雌ねじが形成された管状部と、前記管状部に隣接し、前記管状部より肉厚の薄い中空の変形可能部と、前記底部と反対側の前記変形可能部の端部に形成された開口付きのフランジとを備えるブラインドナットを使用し、
   密閉二次電池の注液口に前記底部と前記管状部と前記変形可能部とを挿入し、前記密閉二次電池の前記注液口の周りの上面に、前記フランジの下面を当接させ、前記変形可能部の一部を拡径するように塑性変形させ、変形した拡径部と前記フランジとの間に前記密閉二次電池の前記注液口の周りを把持して前記密閉二次電池にブラインドナットを取付けることにより密閉二次電池の注液口を封止することを特徴とする封止構造。
2. 請求項１に記載の封止構造であって、
   前記変形可能部は、前記フランジに隣接する第１変形可能部と、前記第１変形可能部と前記管状部との間に位置し、前記第１変形可能部より肉厚が厚く前記管状部より肉厚が薄い第２変形可能部とを有する封止構造。
3. 請求項２に記載の封止構造であって、
   前記管状部と、前記第１変形可能部と、前記第２変形可能部とは、同じ外径を有する封止構造。
4. 請求項１に記載の封止構造であって、
   前記変形可能部は、前記フランジに隣接する第１変形可能部と、前記第１変形可能部と前記管状部との間に位置し、前記第１変形可能部より外径が小さく前記第１変形可能部と肉厚が同じである第２変形可能部とを有する封止構造。
5. 請求項１に記載の封止構造であって、
   前記変形可能部は、前記フランジに隣接する第１変形可能部と、前記第１変形可能部と前記管状部との間に位置し、前記第１変形可能部から前記管状部に向かって次第に肉厚が厚くなるテーパ部とを有する封止構造。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の封止構造であって、
   前記フランジの下面の前記変形可能部の周りに、リング溝が形成され、前記リング溝にＯリングが配置される封止構造。
7. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の封止構造であって、
   前記フランジの下面には、中心軸に向かって下方に傾斜するテーパが付いている封止構造。
8. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の封止構造であって、
   前記底部に密着する下部と、前記管状部の外周面を覆う円筒部と、前記フランジの下面に密着するフランジ下部とを有する樹脂キャップを備え、
   前記ブラインドナットの前記変形可能部が拡径して拡径部が形成されるとき、前記拡径部を覆う前記樹脂キャップの円筒部の一部は、拡径して膨大部を形成し、前記膨大部と、前記フランジ下部との間に前記密閉二次電池の前記注液口の周りを把持して密封する封止構造。
9. 底部と、中空で内側に雌ねじが形成された管状部と、前記管状部に隣接する中空の変形可能部と、前記底部と反対側の前記変形可能部の端部に形成された開口付きのフランジとを備えるブラインドナットを密閉二次電池の注液口に取付けて前記注液口を封止する方法であって、
   締結工具のスクリューマンドレルを正回転させて、前記ブラインドナットの前記管状部の前記雌ねじに、前記スクリューマンドレルの雄ねじを係合させ、
   前記締結工具のノーズピースの下面を、前記ブラインドナットの前記フランジの上面に当接させ、
   前記密閉二次電池の前記注液口に、前記スクリューマンドレルに取り付けた前記ブラインドナットを挿入し、前記フランジの下面を前記注液口の周りの上面に当接させ、
   前記締結工具の前記ノーズピースの下面を、前記ブラインドナットの前記フランジに当接させ支持した状態で、前記スクリューマンドレルを回転させずに本体側に強く引き付け、前記変形可能部の一部を拡径するように塑性変形させ、
   前記変形可能部が塑性変形して出来た拡径部と前記フランジとの間に、前記密閉二次電池の前記注液口の周りを把持し、
   前記締結工具の前記スクリューマンドレルを逆回転させて、前記ブラインドナットの前記管状部の前記雌ねじから、前記スクリューマンドレルの雄ねじの係合を解除することを特徴とする方法。

Images