JP6342289B2 - Cartridge type air battery and cartridge type air battery system - Google Patents

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Description

本発明は、再利用可能なカートリッジ式空気電池、及びカートリッジ式空気電池システムに関する。   The present invention relates to a reusable cartridge type air battery and a cartridge type air battery system.

電解液や水を注液して使用する注液式空気電池を備えた空気電池システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、複数の空気電池カートリッジを着脱自在に備えることが記載されている。この空気電池カートリッジは、注液式空気電池をこれらの間に空気流路を区画するようにして配列するとともに、これらの一端部にバスバーに連結接続するための接続部を設けた構成であることが記載されている。
この種の空気電池には、一般に金属缶や樹脂製容器が使用されている。この種の空気電池を特許文献１の図２などに記載されるように空気流路を空けて互いに接続することは構造が複雑化し、また、材料コストなどの低減に不利である。 There has been known an air battery system including an injection type air battery that is used by injecting an electrolytic solution or water (see, for example, Patent Document 1). This Patent Document 1 describes that a plurality of air battery cartridges are detachably provided. The air battery cartridge has a structure in which a liquid injection type air battery is arranged so as to partition an air flow path therebetween, and a connection portion for connecting and connecting to a bus bar is provided at one end portion thereof. Is described.
For this type of air battery, a metal can or a resin container is generally used. As described in FIG. 2 of Patent Document 1 and the like, this type of air battery is connected to each other through an air flow path, which complicates the structure and is disadvantageous in reducing material costs.

特開２０１４−２２３４５号公報JP 2014-22345 A

ところで、特許文献１の構成では、空気電池カートリッジを交換する方法、或いは、空気電池カートリッジの空気電池内の電解液を入れ替える方法によって、新たな電池として使用可能になる。
しかしながら、空気電池カートリッジを交換する方法は、廃棄量の低減、及び使用コストの低減に不利である。一方、電解液の入れ替えを行う方法は、廃液の必要が生じ、また、電池反応により生成された反応生成物を除去する洗浄が必要になる。 By the way, in the structure of patent document 1, it becomes useable as a new battery by the method of replacing | exchanging an air battery cartridge, or the method of replacing the electrolyte solution in the air battery of an air battery cartridge.
However, the method of replacing the air battery cartridge is disadvantageous in reducing the amount of waste and the cost of use. On the other hand, the method of replacing the electrolytic solution requires the use of waste liquid and also requires cleaning to remove the reaction product generated by the battery reaction.

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、部品を再利用可能にし、且つ、廃棄や洗浄の手間を低減可能なカートリッジ式空気電池、及びカートリッジ式空気電池システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a cartridge type air battery and a cartridge type air battery system that can reuse components and reduce the trouble of disposal and cleaning. It is aimed.

上述した課題を解決するため、本発明は、空気極を有するとともに前記空気極と対向する金属極を収容する電池ケースがラミネート材で形成された空気電池を収容する外装体を備え、前記外装体は、樹脂または金属で形成され、前記空気電池を交換自在に収容することを特徴とすると共に、収容された前記空気電池の空気極及び金属極のそれぞれと導通する外部端子部を有し、前記空気極は、前記電池ケースの外面に取り付けられ、前記空気極の基材を構成する金属メッシュの一部が電池ケース外に露出し、前記外装体は、前記金属メッシュの露出部分と押圧接触、或いは弾性接触する接触部を有し、前記接触部を介して前記空気極と前記外部端子部とが導通することを特徴とするカートリッジ式空気電池を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes an exterior body that has an air electrode and a battery case that houses a metal electrode facing the air electrode, the housing including an air battery formed of a laminate material. Is formed of resin or metal and accommodates the air battery in a replaceable manner, and has external terminal portions that are electrically connected to the air electrode and the metal electrode of the accommodated air battery, The air electrode is attached to the outer surface of the battery case, a part of the metal mesh constituting the base of the air electrode is exposed outside the battery case, and the exterior body is in press contact with the exposed part of the metal mesh, Alternatively, there is provided a cartridge type air battery having a contact portion that is elastically contacted, and wherein the air electrode and the external terminal portion are conducted through the contact portion .

上記構成において、前記外装体は、前記空気電池を挟持するようにしても良い。また、上記構成において、前記外装体は、収容された前記空気電池の空気極及び金属極のそれぞれと導通する外部端子部を有するようにしても良い。   The said structure WHEREIN: You may make it the said exterior body clamp the said air battery. Moreover, the said structure WHEREIN: You may make it the said exterior body have an external terminal part electrically connected with each of the air electrode and metal electrode of the accommodated said air battery.

また、上記構成において、前記外装体は、複数の前記空気電池を収容し、両端に収容される前記空気電池は、前記金属極よりも前記空気極を前記外装体の内側にして配置されるようにしても良い。
また、上記構成において、前記外装体は、隣接する前記空気電池を仕切る仕切り部を有し、前記仕切り部は、隣接する前記空気電池間に渡って連続する開口部を有するようにしても良い。 Further, in the above configuration, the exterior body houses a plurality of the air batteries, and the air batteries housed at both ends are arranged with the air electrode inside the exterior body rather than the metal electrode. Anyway.
Moreover, the said structure WHEREIN: The said exterior body may have a partition part which partitions off the adjacent said air cell, and the said partition part may have an opening part which continues between the said adjacent air cells.

また、上記構成において、前記外装体は、前記開口部を外部に連通させる連通孔を有するようにしても良い。
また、上記構成において、前記外装体の側面に、前記外装体を装填する方向に対し平行方向に連続する補強リブを有するようにしても良い。 Moreover, the said structure WHEREIN: You may make it the said exterior body have a communicating hole which connects the said opening part to the exterior.
Moreover, in the said structure, you may make it have a reinforcing rib continuous in the direction parallel to the direction which loads the said exterior body in the side surface of the said exterior body.

また、上記構成において、前記外装体に取っ手を設けるようにしても良い。
また、上記構成において、前記外装体の内部には、前記空気電池に係合する係合部が設けられるようにしても良い。 Moreover, in the said structure, you may make it provide a handle in the said exterior body.
In the above configuration, an engagement portion that engages with the air battery may be provided inside the exterior body.

また、本発明は、空気極を有するとともに前記空気極と対向する金属極を収容する電池ケースがラミネート材で形成された空気電池を交換自在に収容し、樹脂または金属で形成されるカートリッジ式空気電池を複数個装填自在なフレームを備え、前記フレームには、装填された各カートリッジ式空気電池の前記空気電池に注液する液体が供給される一次タンクと、前記一次タンクからの液体を蓄える二次タンクとが配置され、前記カートリッジ式空気電池が前記フレームに装填されると、前記二次タンクから前記カートリッジ式空気電池内の空気電池に前記液体を注液する注液機構を有していることを特徴とするカートリッジ式空気電池システムを提供する。 The present invention also provides a cartridge-type air that has an air electrode and that accommodates an air battery in which a battery case that contains a metal electrode facing the air electrode is made of a laminate material, and is made of resin or metal. A frame in which a plurality of batteries can be freely loaded is provided, and in the frame, a primary tank to which liquid to be injected into the air battery of each cartridge type air battery loaded is supplied, and liquid from the primary tank is stored. and the following tank arranged, when the cartridge type air cell is loaded into the frame and have a pouring mechanism for pouring the liquid into the air cell of the cartridge type air battery from the secondary tank A cartridge type air battery system is provided.

また、上記構成において、装填された各カートリッジ式空気電池を直列接続、又は／及び並列接続するようにしても良い。 Further, in the above configuration, each cartridge type air battery loaded may be connected in series or / and connected in parallel .

本発明によれば、空気極を有するとともに空気極と対向する金属極を収容する電池ケースがラミネート材で形成された空気電池を収容する外装体を備え、外装体は、樹脂または金属で形成され、空気電池を交換自在に収容するので、電池使用後は空気電池を交換して外装体を再利用可能になり、且つ、空気電池の洗浄や廃棄の手間を低減可能になる。   According to the present invention, a battery case that has an air electrode and accommodates a metal electrode facing the air electrode includes an exterior body that houses an air battery formed of a laminate material, and the exterior body is made of resin or metal. Since the air battery is accommodated in a replaceable manner, after the battery is used, the outer battery can be reused by replacing the air battery, and it is possible to reduce the trouble of washing and discarding the air battery.

実施形態に係るカートリッジ式空気電池システムの斜視図である。1 is a perspective view of a cartridge type air battery system according to an embodiment. 注液機構の一例を周辺構成と共に模式的に示した図であり、（Ａ）はカートリッジ式空気電池を装填する前の状態、（Ｂ）はカートリッジ式空気電池を装填した後の状態をそれぞれ示した図である。It is the figure which showed an example of the liquid injection | pouring mechanism with the periphery structure typically, (A) shows the state before loading a cartridge type air battery, (B) shows the state after loading a cartridge type air battery, respectively. It is a figure. 空気電池を前面から見た図である。It is the figure which looked at the air battery from the front. 空気電池の側断面図である。It is a sectional side view of an air battery. カートリッジ式空気電池の斜視図である。It is a perspective view of a cartridge type air battery. カートリッジ式空気電池の右側面図である。It is a right view of a cartridge type air battery. 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。It is VII-VII sectional drawing of FIG. カートリッジ式空気電池の一端を締結する前の図である。It is a figure before fastening one end of a cartridge type air battery. 変形例に係るカートリッジ式空気電池システムの斜視図である。It is a perspective view of the cartridge type air battery system concerning a modification. 変形例に係るカートリッジ式空気電池システムの斜視図である。It is a perspective view of the cartridge type air battery system concerning a modification.

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は実施形態に係るカートリッジ式空気電池システム（以下、空気電池システムと言う）の斜視図である。なお、以下に述べる上下などの各方向は、空気電池システムを図示のように設置したときの各方向に対応する。
本実施形態に係る空気電池システム１は、組電池とも称するものであり、空気電池１０（後述する図３など）を外装体５０（後述する図５など）に２個収容して構成されるカートリッジ式空気電池２を１０個有し、空気電池１０に注液する液体（本実施形態では塩化ナトリウム水溶液からなる電解液である。但し、空気電池１０内に予め電解質、例えば塩などを入れておく場合は水でも良い）が供給される一次タンク３と、一次タンク３から開口孔３１を介して液体を蓄える二次タンク４と、空気電池１０からの電力を所定電力に変換して出力するためのＤＣ／ＤＣコンバータ５と、これら部品２〜５を支持するフレーム６とを備えている。なお、図示しないがＤＣ／ＤＣコンバータ５は空気電池１０からの入力端子、負荷への出力端子をそれぞれ備えている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a cartridge type air battery system (hereinafter referred to as an air battery system) according to an embodiment. Each direction such as up and down described below corresponds to each direction when the air battery system is installed as illustrated.
The air battery system 1 according to the present embodiment is also referred to as an assembled battery, and is a cartridge configured by housing two air batteries 10 (such as FIG. 3 described later) in an exterior body 50 (such as FIG. 5 described later). A liquid that has 10 air batteries 2 and is injected into the air battery 10 (in this embodiment, an electrolyte composed of a sodium chloride aqueous solution. However, an electrolyte, for example, a salt or the like is placed in the air battery 10 in advance. In order to convert the electric power from the primary tank 3 to which the water is supplied), the secondary tank 4 that stores liquid from the primary tank 3 through the opening hole 31, and the air battery 10 into predetermined electric power and output it. DC / DC converter 5 and a frame 6 that supports these components 2 to 5 are provided. Although not shown, the DC / DC converter 5 includes an input terminal from the air battery 10 and an output terminal to the load.

一次タンク３は、最上部に配置され、上方が開口する箱形状に形成される。このため、所定量の電解液を一次タンク３に容易に入れることができる。前記一次タンク３の底部には複数個の開口孔３１が形成され、これら開口孔３１を介して電解液が二次タンク４に注液される。詳細には、前記開口孔３１は二次タンク４の上方に形成されており、図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータ５に隣接する二次タンク４の上方に形成された開口孔３１から一つおきに合計５つ形成されている。
なお、一次タンク３の底部には、二次タンク４に一気に電解液が流入するのを防止するため、及び、ゴミなどにより開口孔３１が塞がれるのを防止するために、フィルターなどを設けることが好ましい。 The primary tank 3 is disposed in the uppermost part and is formed in a box shape having an upper opening. For this reason, a predetermined amount of electrolyte can be easily put into the primary tank 3. A plurality of opening holes 31 are formed at the bottom of the primary tank 3, and the electrolytic solution is injected into the secondary tank 4 through the opening holes 31. Specifically, the opening holes 31 are formed above the secondary tank 4, and every other opening hole 31 formed above the secondary tank 4 adjacent to the DC / DC converter 5 shown in FIG. 1. A total of five are formed.
A filter or the like is provided at the bottom of the primary tank 3 in order to prevent the electrolyte from flowing into the secondary tank 4 at once and to prevent the opening hole 31 from being blocked by dust or the like. It is preferable.

二次タンク４は、一次タンク３の下方であって、カートリッジ式空気電池２の上方に配置される。二次タンク４は、カートリッジ式空気電池２の数と同数だけ設けられ、各カートリッジ式空気電池２に注液する電解液を個別に蓄える小型タンクに形成されている。
各二次タンク４は、不図示の配管を介して互いに接続され、二次タンク４に一次タンク３内の電解液が供給される。詳細には、まず、前記一次タンク３に形成された開口孔３１を介して、その下方にある二次タンク４に所定量の電解液が注液され、次いで、前記電解液の余剰電解液が隣接する二次タンクに注液され、全ての二次タンク４に規定量の電解液が注入された後、最下流の二次タンク４に形成された余剰液を排出するドレン管７から余剰液が排出される。即ち、全ての二次タンク４の電解液量は同一量に規定されている。
なお、本実施形態では開口孔３１を５つ形成した例を示したが、前記開口孔３１の数は適宜変更可能であり、１つでも二次タンク４と同数でも良い。また、電解液量を規制する手段として、各二次タンク４にフロートバルブ機構を設けても良い。
また、前記一次タンクの開口孔３１に向かって多少の傾斜を設ける（例えば漏斗状）ことが好ましい。また、本実施形態では一次タンク３、及び二次タンク４の両者を用いた例を示したが、二次タンク４のみを用いて注液を行っても良い。 The secondary tank 4 is disposed below the primary tank 3 and above the cartridge type air battery 2. The secondary tanks 4 are provided in the same number as the number of cartridge type air batteries 2 and are formed in small tanks that individually store the electrolytes to be injected into the cartridge type air batteries 2.
The secondary tanks 4 are connected to each other via a pipe (not shown), and the electrolytic solution in the primary tank 3 is supplied to the secondary tank 4. Specifically, first, a predetermined amount of electrolyte is injected into the secondary tank 4 below the opening 31 formed in the primary tank 3, and then the excess electrolyte of the electrolyte is supplied. After injecting into the adjacent secondary tank and injecting a specified amount of electrolyte into all the secondary tanks 4, the excess liquid is discharged from the drain pipe 7 that discharges the excess liquid formed in the most downstream secondary tank 4. Is discharged. That is, the amount of electrolyte in all the secondary tanks 4 is defined to be the same amount.
In addition, although the example which formed five opening holes 31 was shown in this embodiment, the number of the said opening holes 31 can be changed suitably, and may be one or the same number as the secondary tank 4. FIG. Further, a float valve mechanism may be provided in each secondary tank 4 as means for regulating the amount of electrolyte.
Further, it is preferable to provide a slight inclination (for example, funnel shape) toward the opening hole 31 of the primary tank. Moreover, although the example using both the primary tank 3 and the secondary tank 4 was shown in this embodiment, you may inject using only the secondary tank 4. FIG.

二次タンク４は、以下に例示する注液機構８を備えることによって、二次タンク４下方にカートリッジ式空気電池２が装填されると、二次タンク４内の電解液をカートリッジ式空気電池２内の空気電池１０に供給する。
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は注液機構８の一例を周辺構成と共に模式的に示した図である。なお、図２（Ａ）はカートリッジ式空気電池２の装填前の状態を示した図であり、図２（Ｂ）は装填後の状態を示した図である。説明の便宜上、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、電解液に符号Ｅを付して示している。
また、符号４Ａは二次タンク４の底部を示し、符号５１はカートリッジ式空気電池２の上板部（＝外装体５０の上板部）を示し、符号２５Ｈは、空気電池１０の上板部２５に設けられた孔部を示している。また、符号１３は空気電池１０の空気極（正極）を示し、符号１５は空気電池１０の金属極（負極）を示している。 The secondary tank 4 includes a liquid injection mechanism 8 exemplified below. When the cartridge type air battery 2 is loaded below the secondary tank 4, the electrolytic solution in the secondary tank 4 is transferred to the cartridge type air battery 2. The air battery 10 is supplied.
2A and 2B are diagrams schematically showing an example of the liquid injection mechanism 8 together with the peripheral configuration. 2A is a diagram showing a state before the cartridge type air battery 2 is loaded, and FIG. 2B is a diagram showing a state after the loading. For convenience of explanation, in FIG. 2A and FIG. 2B, the electrolytic solution is shown with a symbol E.
Reference numeral 4A denotes the bottom of the secondary tank 4, reference numeral 51 denotes the upper plate portion of the cartridge type air battery 2 (= the upper plate portion of the outer package 50), and reference numeral 25H denotes the upper plate portion of the air battery 10. The hole provided in 25 is shown. Reference numeral 13 denotes an air electrode (positive electrode) of the air battery 10, and reference numeral 15 denotes a metal electrode (negative electrode) of the air battery 10.

二次タンク４の底部４Ａには、上下に貫通する貫通孔４Ｂが形成されている。また、底部４Ａには、この貫通孔４Ｂを閉塞自在に上下に移動自在な可動弁（以下、タンク側可動弁と言う）８Ａと、このタンク側可動弁８Ａを、底部４Ａに対して下方に付勢して貫通孔４Ｂを塞ぐ付勢部材（以下、タンク側付勢部材と言う）８Ｂとが配置されている。このため、図２（Ａ）の状態では貫通孔４Ｂが閉じており、二次タンク４内に電解液Ｅが貯留された状態となる。
また、カートリッジ式空気電池２の上板部５１には、空気電池１０の孔部２５Ｈに挿通される挿通部８Ｃが設けられる。この挿通部８Ｃには、上下に貫通する貫通孔８Ｄが形成され、その上端にキャップ８Ｆが装着される。キャップ８Ｆは、上下方向に通気可能に通気孔８Ｇが形成されるとともに、上方に突出する突出部８Ｅを一体に備える。 A through-hole 4B penetrating vertically is formed in the bottom 4A of the secondary tank 4. The bottom 4A includes a movable valve 8A (hereinafter referred to as a tank-side movable valve) 8A that can move up and down to close the through-hole 4B, and a tank-side movable valve 8A that extends downward with respect to the bottom 4A. A biasing member (hereinafter referred to as a tank side biasing member) 8B that biases and closes the through hole 4B is disposed. For this reason, in the state of FIG. 2A, the through hole 4B is closed, and the electrolyte E is stored in the secondary tank 4.
Further, the upper plate portion 51 of the cartridge type air battery 2 is provided with an insertion portion 8 </ b> C that is inserted into the hole portion 25 </ b> H of the air battery 10. The insertion portion 8C is formed with a through hole 8D penetrating vertically, and a cap 8F is attached to the upper end thereof. The cap 8F has a ventilation hole 8G that allows ventilation in the vertical direction, and is integrally provided with a protruding portion 8E that protrudes upward.

図２（Ａ）に示すように、タンク側可動弁８Ａの下端は二次タンク４の下方に露出し、キャップ８Ｆの突出部８Ｅはカートリッジ式空気電池２の上方に露出する。
ここで、空気電池システム１のフレーム６（図１）には、カートリッジ式空気電池２を装填位置に向けて案内するガイド部材Ｇ（後述する図６）が設けられている。これによって、カートリッジ式空気電池２は二次タンク４の下方に向けて移動すると、二次タンク４の下方で上方に移動し、カートリッジ式空気電池２が有するキャップ８Ｆの突出部８Ｅが、二次タンク４のタンク側可動弁８Ａを上方に押し上げる位置（装填位置）へと案内される。 As shown in FIG. 2A, the lower end of the tank side movable valve 8A is exposed below the secondary tank 4, and the protruding portion 8E of the cap 8F is exposed above the cartridge type air battery 2.
Here, the frame 6 (FIG. 1) of the air battery system 1 is provided with a guide member G (FIG. 6 to be described later) for guiding the cartridge type air battery 2 toward the loading position. As a result, when the cartridge type air battery 2 moves downward in the secondary tank 4, the cartridge type air battery 2 moves upward in the lower part of the secondary tank 4, and the protrusion 8E of the cap 8F of the cartridge type air battery 2 is The tank 4 is guided to a position (loading position) where the tank side movable valve 8A of the tank 4 is pushed upward.

この場合、図２（Ｂ）に示すように、タンク側可動弁８Ａが上方に押し上げられるため、二次タンク４の底部４Ａに設けられた貫通孔４Ｂが開口し、二次タンク４内の電解液Ｅが矢印で示すように、貫通孔４Ｂから下方に落下する。貫通孔４Ｂから落下した電解水は、キャップ８Ｆの通気孔８Ｇ、挿通部８Ｃの貫通孔８Ｄを順に通って空気電池１０内に流れ落ちる。
このようにして、カートリッジ式空気電池２を装填するだけで、二次タンク４内の電解液Ｅを空気電池１０内に供給することができる。なお、図２（Ｂ）中、符号ＵＬは電解液の液面を示している。但し、注液機構８は、上記構造に限定されず、同機能を実現可能な範囲で他の機構を広く適用可能である。
なお、二次タンク４の底部４Ａとキャップ８Ｆとの密閉性を保つため、例えば、キャップ８Ｆの上面にゴムパッキング等を施すことにより、両者の隙間から電解液Ｅの外部への漏れを確実に防止することが好ましい。 In this case, as shown in FIG. 2B, since the tank side movable valve 8A is pushed upward, the through hole 4B provided in the bottom portion 4A of the secondary tank 4 is opened, and the electrolysis in the secondary tank 4 is performed. As shown by the arrow, the liquid E falls downward from the through hole 4B. The electrolyzed water dropped from the through hole 4B flows into the air battery 10 through the vent hole 8G of the cap 8F and the through hole 8D of the insertion portion 8C in this order.
In this way, the electrolytic solution E in the secondary tank 4 can be supplied into the air battery 10 simply by loading the cartridge type air battery 2. In FIG. 2B, the symbol UL indicates the liquid level of the electrolytic solution. However, the liquid injection mechanism 8 is not limited to the above structure, and other mechanisms can be widely applied as long as the same function can be realized.
In order to keep the bottom 4A of the secondary tank 4 and the cap 8F hermetically sealed, for example, by applying rubber packing or the like on the upper surface of the cap 8F, leakage of the electrolyte E from the gap between the two can be ensured. It is preferable to prevent.

図３は空気電池１０を前面（空気極１３側）から見た図であり、図４は側断面図である。なお、図３、及び図４に示す上下方向は、空気電池システム１設置時の上下方向と一致するが、左右前後方向は空気電池１０単体での方向であり、空気電池システム１設置時の状況によって各方向は変わることもある。
この空気電池１０は、折り曲げ自在な１枚のラミネート材を２つ折りして重ね、その両側縁を接合し、折り曲げ加工して形成された中空箱形状の電池ケース１１を備えている。この電池ケース１１の前壁部２２に空気極１３が装着され、この空気極１３と対向するように内部に金属極１５が収容されている。 FIG. 3 is a view of the air battery 10 as viewed from the front (air electrode 13 side), and FIG. 4 is a side sectional view. The vertical direction shown in FIGS. 3 and 4 coincides with the vertical direction when the air battery system 1 is installed, but the left and right front-rear direction is the direction of the air battery 10 alone, and the situation when the air battery system 1 is installed. Depending on the direction, each direction may change.
The air battery 10 includes a battery case 11 in the shape of a hollow box formed by folding a single foldable laminate into two, overlapping, joining the edges on both sides, and bending. An air electrode 13 is attached to the front wall portion 22 of the battery case 11, and a metal electrode 15 is accommodated inside so as to face the air electrode 13.

詳述すると、この電池ケース１１は、薄型の直方体形状に形成され、電池ケース１１の底面を構成する底板部２１と、前面を構成する前壁部２２と、後面を構成する後壁部２３と、左右側面を構成する左右の側壁部（左壁部、右壁部）２４と、上面を構成する上板部２５とを一体に有している。前壁部２２、及び後壁部２３は、上下方向よりも左右方向が長い同一形状の面（横長面）であって、互いに平行に配置され、電池ケース１１の中で最も大きい面を構成している。   More specifically, the battery case 11 is formed in a thin rectangular parallelepiped shape, and includes a bottom plate portion 21 constituting the bottom surface of the battery case 11, a front wall portion 22 constituting the front surface, and a rear wall portion 23 constituting the rear surface. The left and right side wall portions (left wall portion and right wall portion) 24 constituting the left and right side surfaces and the upper plate portion 25 constituting the upper surface are integrally provided. The front wall portion 22 and the rear wall portion 23 are identically shaped surfaces (laterally long surfaces) that are longer in the left-right direction than the up-down direction, are arranged in parallel to each other, and constitute the largest surface in the battery case 11. ing.

空気極１３は、空気極１３の基材となる矩形状の銅メッシュ（金属メッシュ、金網とも称する）１３Ａに、カーボンとテフロン（登録商標）を混合した素材を、ローラープレス機などを用い所定厚さのシート状とした後、所定時間、所定温度で乾燥、焼成させ、前記銅メッシュと略同等の大きさに裁断したシートを両面から圧迫（プレス）し狭持したものであり、通気性と非透水性（非透液性に相当）とを有している。この空気極１３は、前壁部２２に設けられた開口部２２Ｋ（図４）を覆うように前壁部２２の外部に露出する面（外面）に、熱融着や接着剤により取り付けられる。
すなわち、前記シート状とした素材は、外部の空気は電池ケース１１の内部に通気可能であり、電池ケース１１内部の電解液は外部に透過不能な非透水性を有するものである。なお、空気極１３は、上記の構成に限らず、公知の構成を広く適用可能である。 The air electrode 13 is made of a material obtained by mixing carbon and Teflon (registered trademark) with a rectangular copper mesh (also referred to as a metal mesh or metal mesh) 13A serving as a base material of the air electrode 13, using a roller press or the like. The sheet is then dried and fired at a predetermined temperature for a predetermined time, and the sheet cut into approximately the same size as the copper mesh is pressed (pressed) from both sides and sandwiched. It has non-water permeability (corresponding to non-liquid permeability). The air electrode 13 is attached to a surface (outer surface) exposed to the outside of the front wall portion 22 by heat fusion or an adhesive so as to cover an opening 22K (FIG. 4) provided in the front wall portion 22.
That is, the sheet-like material has a non-water permeability that allows external air to pass through the inside of the battery case 11 and prevents the electrolyte inside the battery case 11 from permeating to the outside. Note that the air electrode 13 is not limited to the above-described configuration, and a known configuration can be widely applied.

また、銅メッシュ１３Ａの一部はシート状とした素材の外に露出し、この外部に露出する部分は、空気極１３の端子１３Ｔとして用いられる。
底板部２１は、図４に示すように、側面視で下方凸のＶ字形状に形成される。金属極１５の下端は、底板部２１の傾斜に案内されて下方凸の部分２１Ｔに嵌り、金属極１５の下端が位置決めされる。
前壁部２２、及び後壁部２３の上端は折り曲げられて上板部２５を形成する。上板部２５は、前壁部２２、及び後壁部２３側から金属極１５の上部を挟持するように交互に金属極１５の手前で或いは金属極１５を超えて下方に折り曲げられた折り曲げ部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを有し、これら折り曲げ部２５Ａ〜２５Ｄによって金属極１５の上部を支持する。
なお、折り曲げ部２５Ａ、２５Ｃが前壁部２２側を折り曲げた部分であり、折り曲げ部２５Ｂ、２５Ｄが後壁部２３側を折り曲げた部分である。金属極１５の両側には、同一幅の隙間ＳＦ、ＳＲが設けられ、これら隙間ＳＦ、ＳＲに対応する空間内に電解液が満たされる。 Further, a part of the copper mesh 13A is exposed outside the sheet-like material, and the portion exposed to the outside is used as the terminal 13T of the air electrode 13.
As shown in FIG. 4, the bottom plate portion 21 is formed in a downwardly convex V-shape when viewed from the side. The lower end of the metal electrode 15 is guided by the inclination of the bottom plate portion 21 and fits into the downwardly convex portion 21T, and the lower end of the metal electrode 15 is positioned.
The upper ends of the front wall portion 22 and the rear wall portion 23 are bent to form the upper plate portion 25. The upper plate portion 25 is a bent portion that is alternately bent in front of the metal electrode 15 or below the metal electrode 15 so as to sandwich the upper portion of the metal electrode 15 from the front wall portion 22 and the rear wall portion 23 side. 25A, 25B, 25C, 25D, and the bent portion 25A-25D supports the upper part of the metal electrode 15.
The bent portions 25A and 25C are portions where the front wall portion 22 is bent, and the bent portions 25B and 25D are portions where the rear wall portion 23 is bent. On both sides of the metal electrode 15, gaps SF and SR having the same width are provided, and the space corresponding to the gaps SF and SR is filled with the electrolytic solution.

上記電池ケース１１を形成するラミネート材は、熱融着性樹脂（例えば、ポリエチレン（ＰＥ））により少なくとも内面がラミネート加工された紙、つまり、ラミネート紙が用いられる。このため、内面側が非透液性に形成され、電解液が外部に染み出す（漏れる）ことがなく、また、金属缶や樹脂製容器を使用する場合に比して、軽量かつ安価である。なお、前記紙の表裏両面をラミネート加工しても良い。
また、熱融着性樹脂を用いるため、熱融着により接合して液密な箱形状に形成することができる。さらに、電池ケース１１の紙の比率を５０％超とし、紙ゴミとして廃棄可能である。 As the laminate material for forming the battery case 11, paper having at least an inner surface laminated with a heat-fusible resin (for example, polyethylene (PE)), that is, laminated paper is used. For this reason, the inner surface side is formed so as not to be liquid-permeable, the electrolytic solution does not ooze out (leak), and is lighter and cheaper than when a metal can or a resin container is used. Note that both the front and back surfaces of the paper may be laminated.
Further, since the heat-fusible resin is used, it can be joined by heat-sealing to form a liquid-tight box shape. Furthermore, the battery ratio of the battery case 11 can be over 50% and can be discarded as paper waste.

金属極１５は、前壁部２２と後壁部２３との間であって、各壁部２２、２３から離間した位置にて空気極１３と平行に配置され、電池使用状態では各極板は鉛直方向に配置される。
この金属極１５には、マグネシウム合金が用いられ、電解液には、水系の電解液、例えば、塩化ナトリウム水溶液が使用される。なお、金属極１５に、亜鉛、鉄、アルミニウムなどの金属またはその合金を用いることが可能である。金属極１５に亜鉛を用いた場合は、電解液に水酸化カリウム水溶液を用いるようにすれば良く、金属極１５に鉄を用いた場合は、電解液にアルカリ系水溶液を用いるようにすれば良い。また、金属極１５にアルミニウムを用いた場合は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む電解液を用いるようにすれば良い。 The metal electrode 15 is disposed between the front wall portion 22 and the rear wall portion 23 and in parallel with the air electrode 13 at a position separated from each wall portion 22, 23. It is arranged in the vertical direction.
A magnesium alloy is used for the metal electrode 15, and an aqueous electrolyte such as a sodium chloride aqueous solution is used for the electrolyte. The metal electrode 15 can be made of a metal such as zinc, iron, or aluminum or an alloy thereof. When zinc is used for the metal electrode 15, an aqueous potassium hydroxide solution may be used as the electrolytic solution. When iron is used for the metal electrode 15, an alkaline aqueous solution may be used as the electrolytic solution. . Further, when aluminum is used for the metal electrode 15, an electrolytic solution containing sodium hydroxide or potassium hydroxide may be used.

図５はカートリッジ式空気電池２の斜視図であり、図６はカートリッジ式空気電池２の右側面図である。また、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。なお、図５〜図７の上下方向は、空気電池システム１設置時の上下方向と一致するが、左右前後方向は空気電池システム１設置時の状況によって各方向は変わることもある。また、カートリッジ式空気電池２は左右中心を基準にして左右対称構造に形成されている。
カートリッジ式空気電池２は、２個の空気電池１０と、２個の空気電池１０を収容する外装体５０とによって構成される。
外装体５０は、樹脂、又は金属で形成されて電池ケース１１よりも高剛性に形成された部材であり、２個の空気電池１０を収容自在な中空箱形状に形成されている。この外装体５０は、大別すると、各空気電池１０が左右に間隔を空けて載置される板状の底板部５２と、２個の空気電池１０間を仕切る仕切り部５３と、空気電池１０の上方を覆う上板部５１と、仕切り部５３の前面に取り付けられた取っ手５４とを一体に備えるとともに、左右に着脱自在な一対の側板５５を備えている。 FIG. 5 is a perspective view of the cartridge type air battery 2, and FIG. 6 is a right side view of the cartridge type air battery 2. FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. The vertical direction in FIGS. 5 to 7 coincides with the vertical direction when the air battery system 1 is installed, but the left and right front and back directions may change depending on the situation when the air battery system 1 is installed. Further, the cartridge type air battery 2 is formed in a left-right symmetric structure with respect to the left-right center.
The cartridge type air battery 2 includes two air batteries 10 and an exterior body 50 that houses the two air batteries 10.
The exterior body 50 is a member formed of resin or metal and having a higher rigidity than the battery case 11, and is formed in a hollow box shape that can accommodate two air batteries 10. The exterior body 50 is roughly divided into a plate-like bottom plate portion 52 on which the air cells 10 are placed with a space left and right, a partition portion 53 that partitions the two air cells 10, and the air cell 10. And a handle 54 attached to the front surface of the partition 53, and a pair of side plates 55 that are detachable from side to side.

仕切り部５３は、外装体５０の上下及び前後に渡って連続する略矩形の壁に形成されるとともに、左右に貫通する単一の開口部５３Ａ（図７、後述する図８）を有している。この開口部５３Ａは、空気電池１０の空気極１３のシート状とした素材と略同じ大きさの矩形断面に形成されている。
２つの空気電池１０を外装体５０に配置する際には、各空気電池１０の空気極１３が仕切り部５３を介して互いに対向するように配置され、これら空気極１３の間に上記開口部５３Ａが介在する。このため、各空気極１３に開口部５３Ａ内の空気を供給することができる。また、仕切り部５３には、開口部５３Ａから前方、及び後方に各々延びる楕円形状の貫通孔５３Ｂが上下に間隔を空けて設けられている。これら貫通孔５３Ｂにより開口部５３Ａが外部に連通し、開口部５３Ａと外部との間が通気可能になる。これにより、各空気極１３への空気の供給を十分に行うことができる。
また、仕切り部５３には、開口部５３Ａから上方、及び下方に各々延びる楕円形状の貫通孔５３Ｃが左右に間隔を空けて設けられている。これら貫通孔５３Ｃにより開口部５３Ａが外部に連通し、開口部５３Ａと外部との間が通気可能になる。これにより、各空気極１３への空気の供給を十分に行うことができる。
なお、本実施形態では楕円形状の貫通孔５３Ｂ、５３Ｃを上下、左右に間隔を空けて３個設けたが、貫通孔の形状や貫通孔の個数は限定されるものではなく、外装体５０の剛性を保てる程度に適宜変更可能である。 The partition portion 53 is formed on a substantially rectangular wall that extends continuously from top to bottom and front and rear of the exterior body 50, and has a single opening 53A (FIG. 7, FIG. 8 described later) penetrating left and right. Yes. The opening 53 </ b> A is formed in a rectangular cross section having substantially the same size as the sheet material of the air electrode 13 of the air battery 10.
When the two air batteries 10 are arranged in the exterior body 50, the air electrodes 13 of the air batteries 10 are arranged so as to face each other via the partition part 53, and the opening 53 </ b> A is interposed between the air electrodes 13. Intervenes. For this reason, the air in the opening 53 </ b> A can be supplied to each air electrode 13. The partition 53 is provided with elliptical through-holes 53B that extend forward and backward from the opening 53A with a space therebetween in the vertical direction. These through-holes 53B allow the opening 53A to communicate with the outside, allowing ventilation between the opening 53A and the outside. Thereby, the supply of air to each air electrode 13 can be sufficiently performed.
The partition 53 is provided with elliptical through-holes 53C that extend upward and downward from the opening 53A with a space left and right. These through-holes 53C allow the opening 53A to communicate with the outside, allowing ventilation between the opening 53A and the outside. Thereby, the supply of air to each air electrode 13 can be sufficiently performed.
In the present embodiment, three oval through holes 53B and 53C are provided at intervals in the vertical and horizontal directions. However, the shape of the through holes and the number of through holes are not limited, and It can be appropriately changed to such an extent that rigidity can be maintained.

また、取っ手５４は、前方に開口する貫通孔５３Ｂの上下にて仕切り部５３に連結され、貫通孔５３Ｂの通気を妨げない。この取っ手５４により、ユーザーなどが容易にカートリッジ式空気電池２を前後方向に移動させることができ、上記フレーム６への出し入れが容易になる。なお、前記取っ手５４の固定は、例えば前記取っ手の上下に形成した貫通孔５４Ａにねじ等を装通し仕切り部５３に連結することが可能である。
また、上板部５１には、上方、及び前後に貫通孔５１Ｃ、５１Ｄ（図５）が設けられ、これら貫通孔５１Ｃ、５１Ｄにより外装体５０内を通気可能にする。例えば、内部の空気電池１０から電池反応によるガス（以下、反応ガスと言う）が排出された際に、この反応ガスを、空気電池１０の孔部２５Ｈ（図２）に挿通される挿通部８Ｃ、及びキャップ８Ｆの隙間や通気孔８Ｇ、電池ケース１１の上部の隙間などを介して外部に排出したり、上記貫通孔５１Ｃ、５１Ｄから排出したりすることができる。また、電池反応によって暖められた内部空気を、上記貫通孔５１Ｃ、５１Ｄを通じて外に排出し、空気電池１０の温度上昇を抑え易くなる。 Moreover, the handle 54 is connected to the partition part 53 above and below the through hole 53B that opens forward, and does not hinder ventilation of the through hole 53B. By this handle 54, the user or the like can easily move the cartridge type air battery 2 in the front-rear direction, and it is easy to put it in and out of the frame 6. The handle 54 can be fixed by, for example, connecting a screw or the like to a through-hole 54A formed at the top and bottom of the handle to the partition portion 53.
Further, the upper plate portion 51 is provided with through holes 51C and 51D (FIG. 5) on the upper side and the front and rear sides, and allows the inside of the exterior body 50 to be ventilated by these through holes 51C and 51D. For example, when a gas due to a battery reaction (hereinafter referred to as a reaction gas) is discharged from the internal air battery 10, this reaction gas is inserted into the hole 25 </ b> H (FIG. 2) of the air battery 10. , And the gap between the cap 8F, the vent hole 8G, the gap at the top of the battery case 11, and the like, and can be discharged from the through holes 51C and 51D. Also, the internal air warmed by the battery reaction is discharged outside through the through holes 51C and 51D, and the temperature rise of the air battery 10 can be easily suppressed.

図８はカートリッジ式空気電池２の一端を締結する前の図である。
仕切り部５３の開口部５３Ａの周囲には、空気電池１０の前壁部２２が当接する矩形枠状の当接面５３Ｄが形成されるとともに、空気電池１０の左右の側壁部（左壁部、右壁部）２４に係合する複数（本構成では２個）の係合部５３Ｋが設けられる。
空気電池１０は上記当接面５３Ｄに当接した状態で保持されることによって、空気電池１０の前壁部２２の変形、例えば膨らみを抑えることができる（図７参照）。これによって、空気電池１０の位置ずれを規制することができる。
また、空気電池１０が上記係合部５３Ｋに係合することによって、空気電池１０の前方向への移動を規制できる。なお、図示されないが、仕切り部５３には、空気電池１０の図８中、後方向の端部が係合する複数（２個）の係合部５３Ｋも設けられており、空気電池１０の後方向への移動も規制できるように形成されている。 FIG. 8 is a view before one end of the cartridge type air battery 2 is fastened.
A rectangular frame-shaped contact surface 53D with which the front wall portion 22 of the air battery 10 abuts is formed around the opening 53A of the partition portion 53, and left and right side wall portions (left wall portion, A plurality of (two in this configuration) engaging portions 53K that engage with the right wall portion 24 are provided.
By holding the air battery 10 in contact with the contact surface 53D, it is possible to suppress deformation, for example, swelling, of the front wall portion 22 of the air battery 10 (see FIG. 7). Thereby, the position shift of the air battery 10 can be regulated.
Further, when the air battery 10 is engaged with the engaging portion 53K, the forward movement of the air battery 10 can be restricted. Although not shown, the partition portion 53 is also provided with a plurality (two) of engaging portions 53K with which the rear end portions of the air battery 10 are engaged in FIG. It is formed so that movement in the direction can also be restricted.

さらに、当接面５３Ｄには、空気電池１０の空気極１３の端子１３Ｔ（銅メッシュ１３Ａの露出部分）に対応する領域に、板状の導通部材（接触部）６１が設けられている。この導通部材６１は、外装体５０の後面に露出する外部端子部６２に電気的に接続され、空気極１３の端子１３Ｔと押圧接触する。これにより、空気極１３と外部端子部６２とを導通させるために溶接するなどの特別な作業が不要になり、導通を容易に行うことができる。
なお、外装体５０の背面には、金属極１５と接続される外部端子部６３も設けられている。この外部端子部６３は、不図示の配線を介して金属極１５と電気的に接続されている。これら外部端子部６２、６３は、フレーム６に設けられた不図示のコネクタなどを介して接続され、これによって、フレーム６に装填されたカートリッジ式空気電池２が直列接続、又は／及び、並列接続される。 Further, a plate-like conductive member (contact portion) 61 is provided on the contact surface 53D in a region corresponding to the terminal 13T of the air electrode 13 of the air battery 10 (exposed portion of the copper mesh 13A). The conducting member 61 is electrically connected to the external terminal portion 62 exposed on the rear surface of the exterior body 50, and is in press contact with the terminal 13T of the air electrode 13. This eliminates the need for special work such as welding in order to make the air electrode 13 and the external terminal portion 62 conductive, and allows easy conduction.
Note that an external terminal portion 63 connected to the metal electrode 15 is also provided on the back surface of the exterior body 50. The external terminal portion 63 is electrically connected to the metal electrode 15 via a wiring (not shown). These external terminal portions 62 and 63 are connected via a connector (not shown) provided on the frame 6, whereby the cartridge type air battery 2 loaded in the frame 6 is connected in series or / and in parallel. Is done.

図７に示すように、空気電池１０は、挿通部８Ｃに空気電池１０の上部を挿通し、空気電池を当接面５３Ｄに当接した後、側板５５を施す。
なお、側板５５は、空気電池１０の後壁部２３を覆う板状部品に形成され、仕切り部５３に複数の締結部材６５（図６）によって固定される。なお、図８中、符号６６は締結部材６５が締結される雌ねじ部である。
この側板５５を取り外すことにより、内部の空気電池１０を外部に露出させることができ、空気電池１０を容易に交換することができる。 As shown in FIG. 7, the air battery 10 inserts the upper part of the air battery 10 into the insertion portion 8 </ b> C, contacts the air battery with the contact surface 53 </ b> D, and then applies the side plate 55.
The side plate 55 is formed as a plate-like component that covers the rear wall portion 23 of the air battery 10, and is fixed to the partition portion 53 by a plurality of fastening members 65 (FIG. 6). In FIG. 8, reference numeral 66 denotes a female screw portion to which the fastening member 65 is fastened.
By removing the side plate 55, the internal air battery 10 can be exposed to the outside, and the air battery 10 can be easily replaced.

この側板５５の内面には、上下に間隔を空けて固定部５５Ｋ（図７参照）が上下に間隔を空けて設けられており、これら固定部５５Ｋにより、空気電池１０の後壁部２３を仕切り部５３に向けて押さえるとともに後壁部２３の左右への位置ずれを防止する。
これにより、空気電池１０は側板５５と仕切り部５３の当接面５３Ｄとの間に挟持される。この結果、空気電池１０内の反応ガスなどの影響による後壁部２３、及び前壁部２２の膨らみを抑えることができ、極板１３、１５間の離間距離の変動を抑えることができる。離間距離の変動を抑えることで、適正な離間距離を保つことができ、空気電池１０の放電性能のばらつきを抑制することができる。 On the inner surface of the side plate 55, fixing portions 55K (see FIG. 7) are provided with a space in the vertical direction, and the rear wall portion 23 of the air cell 10 is partitioned by the fixing portions 55K. While pressing toward the portion 53, the rear wall portion 23 is prevented from being displaced to the left and right.
Accordingly, the air battery 10 is sandwiched between the side plate 55 and the contact surface 53D of the partition portion 53. As a result, swelling of the rear wall portion 23 and the front wall portion 22 due to the influence of the reactive gas in the air battery 10 can be suppressed, and fluctuations in the separation distance between the electrode plates 13 and 15 can be suppressed. By suppressing fluctuations in the separation distance, an appropriate separation distance can be maintained, and variations in the discharge performance of the air battery 10 can be suppressed.

また、この側板５５には、左右外側に張り出して前後方向に延びる複数（本構成では２本）の補強リブ５５Ｍがそれぞれ設けられている。これら補強リブ５５Ｍにより、側板５５が補強され、側板５５の変形を抑えることができる。しかも、これら補強リブ５５Ｍは空気電池１０を装填する方向に対し平行方向（図５の空気電池１０の前後方向）に連続するリブに形成されているため、空気電池１０が電池ケース１１内の反応ガスなどにより膨張しようとした際に、相対的に変形しやすい長手方向に沿う変形を効果的に抑えることができる。   Further, the side plate 55 is provided with a plurality of (two in this configuration) reinforcing ribs 55M that extend outward in the left and right directions and extend in the front-rear direction. The side plates 55 are reinforced by these reinforcing ribs 55M, and deformation of the side plates 55 can be suppressed. Moreover, since these reinforcing ribs 55M are formed in ribs that are continuous in a direction parallel to the direction in which the air battery 10 is loaded (the front-rear direction of the air battery 10 in FIG. 5), the air battery 10 reacts in the battery case 11. When trying to expand by gas etc., the deformation | transformation along the longitudinal direction which is easy to deform | transform relatively can be suppressed effectively.

図６に示すように、これら補強リブ５５Ｍのうち、上側の補強リブ５５Ｍの下面５５Ｌは、カートリッジ式空気電池２の後面側から前面側に行くに従って、順次低くなり前面側で再び順次高くなる面に形成されており、フレーム６に設けられたガイド部材Ｇ（本構成では、前後一対のガイドローラー）上を摺動する。
つまり、同図に示すように、カートリッジ式空気電池２をフレーム６に装填していくと、まず、補強リブ５５Ｍの後面側の面５５Ｌ１が、ガイド部材Ｇ（図６中、一点鎖線で示す前後一対のガイドローラー）上を摺動し、さらにカートリッジ式空気電池２を装填していくと、補強リブ５５Ｍの最下面５５Ｌ２が、ガイド部材Ｇ（図６中、二点鎖線で示す前後一対のガイドローラー）上を摺動するので、カートリッジ式空気電池２が上方に持ち上げられる。 As shown in FIG. 6, among these reinforcing ribs 55M, the lower surface 55L of the upper reinforcing rib 55M gradually decreases from the rear surface side to the front surface side of the cartridge type air battery 2 and gradually increases again on the front surface side. It slides on a guide member G (in this configuration, a pair of front and rear guide rollers) provided on the frame 6.
That is, as shown in the figure, when the cartridge-type air battery 2 is loaded into the frame 6, first, the surface 55L1 on the rear surface side of the reinforcing rib 55M is guided by the guide member G (front and rear as indicated by the one-dot chain line in FIG. When the cartridge-type air battery 2 is further slid on the pair of guide rollers), the lowermost surface 55L2 of the reinforcing rib 55M becomes a pair of front and rear guides indicated by a two-dot chain line in FIG. The cartridge type air battery 2 is lifted upward.

これによって、図２（Ｂ）に示したように、カートリッジ式空気電池２により、二次タンク４のタンク側可動弁８Ａを上方に押し上げることができる。
このように、補強リブ５５Ｍが外装体５０を装填する方向に対し平行方向に連続するリブに形成されることで、補強リブ５５Ｍがフレーム６に案内される案内部材を兼用することができる。このため、専用の案内部材を設ける場合と比べて部品点数の低減、及び構造の簡易化を図ることができる。 As a result, as shown in FIG. 2B, the tank-side movable valve 8 </ b> A of the secondary tank 4 can be pushed upward by the cartridge type air battery 2.
In this manner, the reinforcing rib 55M is formed as a rib that is continuous in a direction parallel to the direction in which the exterior body 50 is loaded, so that the reinforcing rib 55M can also serve as a guide member that is guided to the frame 6. For this reason, compared with the case where a dedicated guide member is provided, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.

以上説明したように、本実施の形態によれば、電池ケース１１がラミネート材で形成された空気電池１０を収容する外装体５０を備え、この外装体５０は、樹脂または金属で形成され、空気電池１０を交換自在に収容するので、電池使用後は空気電池１０のみを交換して外装体５０を再利用できる。また、空気電池１０のみを交換するので、空気電池１０の洗浄や廃棄の手間をほぼ不要にできる。また、廃棄は空気電池１０だけで良く、この空気電池１０はラミネート材で形成されるため、廃棄量や廃棄コストの低減に有利であり、使用コストの低減を図り易くなる。   As described above, according to the present embodiment, the battery case 11 includes the exterior body 50 that houses the air battery 10 formed of a laminate material, and the exterior body 50 is formed of resin or metal, and air Since the battery 10 is accommodated in a replaceable manner, the exterior body 50 can be reused by replacing only the air battery 10 after the battery is used. In addition, since only the air battery 10 is replaced, the trouble of cleaning and discarding the air battery 10 can be made almost unnecessary. Further, only the air battery 10 needs to be discarded. Since the air battery 10 is formed of a laminate material, it is advantageous in reducing the amount of disposal and the disposal cost, and the use cost can be easily reduced.

しかも、外装体５０は空気電池１０を挟持するので、空気電池１０内の反応ガスなどの影響による空気電池１０の変形を抑えることができ、空気極１３と金属極１５間の離間距離を適正に保ち易くなる。
また、外装体５０は、収容された空気電池１０の空気極１３及び金属極１５のそれぞれと導通する外部端子部６２、６３（図８）を有するので、外装体５０内の空気電池１０との接続を容易に行うことができる。 In addition, since the outer body 50 holds the air battery 10, deformation of the air battery 10 due to the influence of the reaction gas in the air battery 10 can be suppressed, and the separation distance between the air electrode 13 and the metal electrode 15 can be appropriately set. Easy to keep.
Moreover, since the exterior body 50 has the external terminal parts 62 and 63 (FIG. 8) which each conduct | electrically_connect with the air electrode 13 and the metal electrode 15 of the accommodated air battery 10, it is with the air battery 10 in the exterior body 50. Connection can be made easily.

また、空気極１３は、電池ケース１１の外面に取り付けられ、空気極１３の基材を構成する銅メッシュ（金属メッシュ）１３Ａの一部が電池ケース１１外に露出し（図３参照）、外装体５０は、銅メッシュ１３Ａの露出部分（端子１３Ｔ）と押圧接触する導通部材（接触部）６１（図８参照）を有し、この導通部材６１を介して空気極１３と外部端子部６２とが導通するので、空気極１３と外部端子部６２とを導通させる特別な作業が不要になり、導通を容易に行うことができる。また、空気極１３側に接続専用の部品が不要であり、接続構造を簡易化できる。
なお、銅メッシュ１３Ａの露出部分（端子１３Ｔ）と押圧接触する導通部材（接触部）６１を設ける場合を説明したが、これに限らない。例えば、銅メッシュ１３Ａの露出部分（端子１３Ｔ）とばね接触（弾性接触）する導通部材（接触部）を設けるようにしても良い。 The air electrode 13 is attached to the outer surface of the battery case 11, and a part of a copper mesh (metal mesh) 13A constituting the base of the air electrode 13 is exposed outside the battery case 11 (see FIG. 3). The body 50 includes a conductive member (contact portion) 61 (see FIG. 8) that is in press contact with the exposed portion (terminal 13T) of the copper mesh 13A. The air electrode 13 and the external terminal portion 62 are connected via the conductive member 61. Therefore, a special operation for conducting the air electrode 13 and the external terminal portion 62 is not necessary, and the conduction can be easily performed. Further, no connection-dedicated parts are required on the air electrode 13 side, and the connection structure can be simplified.
In addition, although the case where the conduction | electrical_connection member (contact part) 61 which press-contacts with the exposed part (terminal 13T) of copper mesh 13A was provided was demonstrated, it does not restrict to this. For example, a conductive member (contact portion) that is in spring contact (elastic contact) with the exposed portion (terminal 13T) of the copper mesh 13A may be provided.

また、外装体５０は、２個の空気電池１０を収容し、これらの空気電池１０は金属極１５よりも空気極１３を外装体５０の内側にして配置されるので（図７参照）、金属極１５よりも強度が低い空気極１３に外部から物理的にアクセスし難くすることができる。
なお、外装体５０に３個以上の空気電池１０を収容可能に構成しても良い。この場合も、両端に収容される空気電池１０は金属極１５よりも空気極１３を外装体５０の内側にして配置されるようにすることが好ましい。 Moreover, since the exterior body 50 accommodates two air batteries 10 and these air batteries 10 are arranged with the air electrode 13 inside the exterior body 50 rather than the metal electrode 15 (see FIG. 7), the metal body It is possible to make it difficult to physically access the air electrode 13 whose strength is lower than that of the electrode 15 from the outside.
Note that the exterior body 50 may be configured to accommodate three or more air batteries 10. Also in this case, it is preferable that the air battery 10 accommodated at both ends is arranged with the air electrode 13 inside the outer package 50 rather than the metal electrode 15.

また、外装体５０は、隣接する空気電池１０間に配置される仕切り部５３を有し、仕切り部５３は、隣接する前記空気電池１０間に渡って連続する開口部５３Ａ（図７、図８）を有するので、隣接する空気電池１０を離間させるとともにその間に空気を介在させることができ、空気極１３への空気供給をし易くなる。
また、外装体５０は、開口部５３を外部に連通させる貫通孔（連通孔）５３Ｂ（図７、図８）を有するので、空気極１３への空気供給をよりし易くなる。 Moreover, the exterior body 50 has a partition part 53 disposed between the adjacent air cells 10, and the partition part 53 is an opening 53 </ b> A continuous between the adjacent air cells 10 (FIGS. 7 and 8). ), The adjacent air batteries 10 can be separated and air can be interposed therebetween, and air supply to the air electrode 13 can be facilitated.
Moreover, since the exterior body 50 has the through-hole (communication hole) 53B (FIG. 7, FIG. 8) which connects the opening part 53 to the exterior, it becomes easier to supply the air to the air electrode 13. FIG.

また、外装体５０の側面を構成する側板５５に、外装体５０を装填する方向に対し平行方向に連続する補強リブ５５Ｍ（図５、図６）を設けているので、空気電池１０の反応により堆積される反応生成物によって空気電池１０が変形、膨張するのを効果的に抑えることができる。
また、外装体５０に取っ手５４（図５）を設けているので、カートリッジ式空気電池２の移動が容易であり、フレーム６への出し入れなどを容易に行うことができる。 Further, the side plate 55 constituting the side surface of the exterior body 50 is provided with reinforcing ribs 55M (FIGS. 5 and 6) continuous in a direction parallel to the direction in which the exterior body 50 is loaded. It is possible to effectively suppress deformation and expansion of the air battery 10 due to the deposited reaction product.
Moreover, since the handle 54 (FIG. 5) is provided in the exterior body 50, the cartridge type air battery 2 can be easily moved, and can be easily inserted into and removed from the frame 6.

また、外装体５０の内部には、空気電池１０に係合する係合部５３Ｋ（図８）、５５Ｋ（図７）が設けられているので、空気電池１０の移動を規制することができる。
また、空気電池システム１は、カートリッジ式空気電池２を複数個装填自在なフレーム６（図１）を備え、装填された各カートリッジ式空気電池２を直列接続、又は／及び並列接続するので、再利用性と廃棄性とに優れた比較的大容量の空気電池システム１を得ることができる。 Moreover, since the engaging parts 53K (FIG. 8) and 55K (FIG. 7) which engage with the air battery 10 are provided in the exterior body 50, the movement of the air battery 10 can be controlled.
In addition, the air battery system 1 includes a frame 6 (FIG. 1) on which a plurality of cartridge type air batteries 2 can be loaded, and each loaded cartridge type air battery 2 is connected in series or / and in parallel. A relatively large capacity air battery system 1 excellent in usability and disposal can be obtained.

また、フレーム６には、空気電池１０に注液する液体（電解液、又は水）が供給される一次タンク３（図１）と、一次タンク３からの液体を蓄える二次タンク４（図２）とが配置され、カートリッジ式空気電池２がフレーム６に装填されると、二次タンク４からカートリッジ式空気電池２内の空気電池１０に上記液体を注液する注液機構８（図２）を有するので、各カートリッジ式空気電池２内の空気電池１０への注液を容易に行うことができる。   The frame 6 has a primary tank 3 (FIG. 1) to which a liquid (electrolyte or water) to be injected into the air battery 10 is supplied, and a secondary tank 4 (FIG. 2) that stores liquid from the primary tank 3. ) And the cartridge type air battery 2 is loaded on the frame 6, the liquid injection mechanism 8 (FIG. 2) for injecting the liquid from the secondary tank 4 to the air battery 10 in the cartridge type air battery 2. Therefore, it is possible to easily inject liquid into the air battery 10 in each cartridge type air battery 2.

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、空気電池システム１の各部材のレイアウトや各部の形状は適宜に変更しても良い。図１では、フレーム６を、複数のカートリッジ式空気電池２、及び二次タンク４をそれぞれ同じ高さで二列（横二列）に配置するフレームに形成し、二次タンク４の上方を覆うように大型の一次タンク３を配置する構成を示している。この構成に限らず、図９に示すように、一次タンク３を２つに分割し、各一次タンク３を、各列の二次タンク４の上方にそれぞれ配置するようにしても良い。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various deformation | transformation and change are possible based on the technical idea of this invention.
For example, you may change suitably the layout of each member of the air battery system 1, and the shape of each part. In FIG. 1, the frame 6 is formed in a frame in which a plurality of cartridge type air cells 2 and secondary tanks 4 are arranged in two rows (two horizontal rows) at the same height, and covers the upper side of the secondary tank 4. Thus, the structure which arrange | positions the large primary tank 3 is shown. Not limited to this configuration, as shown in FIG. 9, the primary tank 3 may be divided into two, and each primary tank 3 may be arranged above the secondary tank 4 in each row.

また、図１０に示すように、フレーム６を、最下段に、複数のカートリッジ式空気電池２を一列に配置し、各カートリッジ式空気電池２の上に二次タンク４を一列に配置し、その上段に、複数のカートリッジ式空気電池２を一列に配置し、各カートリッジ式空気電池２の上に二次タンク４を一列に配置し、最上段に、一次タンク３を配置する構成にしても良い。図１０の構成によれば、相対的に小さい設置面積でも、大容量の空気電池システム１を構成することができる。
言い換えると、図１及び図９の構成は、高さが限られるスペース内に大容量の空気電池システム１を構成するのに好適であり、図１０は床面積が限られるスペース内に大容量の空気電池システム１を構成するのに好適である。また、これらの空気電池システム１を横並び、或いは、上下に並べて配置することによって、より大容量の空気電池システムを構成するようにしても良い。 Further, as shown in FIG. 10, the frame 6 is arranged at the bottom, a plurality of cartridge type air cells 2 are arranged in a row, and the secondary tanks 4 are arranged in a row on each cartridge type air cell 2, A plurality of cartridge type air batteries 2 may be arranged in a row on the upper stage, a secondary tank 4 may be arranged in a row on each cartridge type air battery 2, and the primary tank 3 may be arranged in the uppermost stage. . According to the configuration of FIG. 10, the large-capacity air battery system 1 can be configured even with a relatively small installation area.
In other words, the configurations of FIGS. 1 and 9 are suitable for constructing a large capacity air battery system 1 in a space where the height is limited, and FIG. 10 is suitable for constructing a large capacity in a space where the floor area is limited. It is suitable for configuring the air battery system 1. Moreover, you may make it comprise a larger capacity | capacitance air battery system by arrange | positioning these air battery systems 1 side by side, or arranging them vertically.

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５（図１）は省略しても良いし、或いは、ＤＣ／ＡＣコンバータに代えても良い。前記コンバータは、使用する負荷によって適宜変更できることは言うまでも無い。
また、上述の各態様において、取っ手５４（図５）を取り外し自在にしたり、折りたたみ自在に構成しても良い。この構成によれば、取っ手５４による張り出し量を抑え、電源として使用しているときのカートリッジ式空気電池２を小型化でき、空気電池システム１についても小型化し易くなる。
また、上述の実施形態では、外装体５０に、空気極１３と押圧接触、又はばね接触（弾性接触）する導通部材（接触部）６１を設ける場合を説明したが、金属極１５と押圧接触、又はばね接触（弾性接触）する導通部材（接触部）を設けるようにしても良い。この導通部材を介して金属極１５と外部端子部６３とを導通させることにより、金属極１５と外部端子部６２とを導通させる作業が不要になり、導通を容易に行うことができる。 Further, the DC / DC converter 5 (FIG. 1) may be omitted, or may be replaced with a DC / AC converter. It goes without saying that the converter can be appropriately changed depending on the load used.
In each of the above-described aspects, the handle 54 (FIG. 5) may be configured to be removable or foldable. According to this configuration, the amount of overhang by the handle 54 can be suppressed, the cartridge type air battery 2 when used as a power source can be downsized, and the air battery system 1 can be easily downsized.
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the exterior body 50 was provided with the conduction member (contact part) 61 which carries out a press contact with the air electrode 13, or a spring contact (elastic contact), the metal electrode 15 and a press contact, Or you may make it provide the conduction member (contact part) which carries out a spring contact (elastic contact). By conducting the metal electrode 15 and the external terminal part 63 through the conducting member, the work of conducting the metal electrode 15 and the external terminal part 62 becomes unnecessary, and the conduction can be easily performed.

１ カートリッジ式空気電池システム
２ カートリッジ式空気電池
３ 一次タンク
４ 二次タンク
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ フレーム
８ 注液機構
１０ 空気電池
１１ 電池ケース
１３ 空気極
１３Ａ 銅メッシュ（金属メッシュ）
１３Ｔ 空気極の端子
１５ 金属極
５０ 外装体
５３ 仕切り部
５３Ａ 開口部
５３Ｂ 貫通孔（連通孔）
５３Ｋ、５５Ｋ 係合部
５４ 取っ手
５５ 側板（外装体の側面）
６１ 導通部材（接触部）
６２、６３ 外部端子部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cartridge-type air battery system 2 Cartridge-type air battery 3 Primary tank 4 Secondary tank 5 DC / DC converter 6 Frame 8 Injection mechanism 10 Air battery 11 Battery case 13 Air electrode 13A Copper mesh (metal mesh)
13T Air electrode terminal 15 Metal electrode 50 Exterior body 53 Partition 53A Opening 53B Through hole (communication hole)
53K, 55K engagement part 54 handle 55 side plate (side surface of exterior body)
61 Conductive member (contact part)
62, 63 External terminal

Claims (10)

空気極を有するとともに前記空気極と対向する金属極を収容する電池ケースがラミネート材で形成された空気電池を収容する外装体を備え、
前記外装体は、樹脂または金属で形成され、前記空気電池を交換自在に収容すると共に、収容された前記空気電池の空気極及び金属極のそれぞれと導通する外部端子部を有し、
前記空気極は、前記電池ケースの外面に取り付けられ、前記空気極の基材を構成する金属メッシュの一部が電池ケース外に露出し、
前記外装体は、前記金属メッシュの露出部分と押圧接触、或いは弾性接触する接触部を有し、前記接触部を介して前記空気極と前記外部端子部とが導通することを特徴とするカートリッジ式空気電池。 A battery case having an air electrode and containing a metal electrode facing the air electrode comprises an exterior body containing an air battery formed of a laminate material,
The exterior body is formed of a resin or metal, and has an external terminal part that is electrically connected to each of the air electrode and the metal electrode of the stored air battery, and accommodates the air battery in a replaceable manner .
The air electrode is attached to the outer surface of the battery case, a part of the metal mesh constituting the base of the air electrode is exposed outside the battery case,
The exterior body has a contact portion that presses or elastically contacts an exposed portion of the metal mesh, and the air electrode and the external terminal portion are electrically connected through the contact portion. Air battery. 前記外装体は、前記空気電池を挟持することを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ式空気電池。   The cartridge type air battery according to claim 1, wherein the exterior body sandwiches the air battery. 前記外装体は、複数の前記空気電池を収容し、The exterior body contains a plurality of the air batteries,
両端に収容される前記空気電池は、前記金属極よりも前記空気極を前記外装体の内側にして配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のカートリッジ式空気電池。  3. The cartridge type air battery according to claim 1, wherein the air batteries housed at both ends are arranged with the air electrode inside the outer package rather than the metal electrode. 4. 前記外装体は、隣接する前記空気電池を仕切る仕切り部を有し、The exterior body has a partition part that partitions the adjacent air battery,
前記仕切り部は、隣接する前記空気電池間に渡って連続する開口部を有することを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ式空気電池。  The cartridge type air battery according to claim 3, wherein the partition part has an opening part continuous between adjacent air batteries. 前記外装体は、前記開口部を外部に連通させる連通孔を有することを特徴とする請求項４に記載のカートリッジ式空気電池。The cartridge type air battery according to claim 4, wherein the exterior body has a communication hole that allows the opening to communicate with the outside. 前記空気電池を収容する前記外装体の側面に、前記外装体を装填する方向に対し平行方向に連続する補強リブを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のカートリッジ式空気電池。The cartridge-type air according to any one of claims 1 to 5, further comprising reinforcing ribs that are continuous in a direction parallel to a direction in which the exterior body is loaded on a side surface of the exterior body that houses the air battery. battery. 前記外装体に取っ手を設けていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のカートリッジ式空気電池。The cartridge type air battery according to any one of claims 1 to 6, wherein a handle is provided on the exterior body. 前記外装体の内部には、前記空気電池に係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のカートリッジ式空気電池。The cartridge type air battery according to any one of claims 1 to 7, wherein an engagement portion that engages with the air battery is provided in the exterior body. 空気極を有するとともに前記空気極と対向する金属極を収容する電池ケースがラミネート材で形成された空気電池を交換自在に収容し、樹脂または金属で形成されるカートリッジ式空気電池を複数個装填自在なフレームを備え、A battery case that has an air electrode and accommodates a metal electrode opposite to the air electrode accommodates a replaceable air battery made of a laminate material, and can be loaded with a plurality of cartridge type air batteries made of resin or metal Equipped with a
前記フレームには、装填された各カートリッジ式空気電池の前記空気電池に注液する液体が供給される一次タンクと、前記一次タンクからの液体を蓄える二次タンクとが配置され、  In the frame, a primary tank to which liquid to be injected into the air battery of each cartridge type air battery loaded is supplied, and a secondary tank for storing liquid from the primary tank are arranged,
前記カートリッジ式空気電池が前記フレームに装填されると、前記二次タンクから前記カートリッジ式空気電池内の空気電池に前記液体を注液する注液機構を有していることを特徴とするカートリッジ式空気電池システム。  A cartridge type having a liquid injection mechanism for injecting the liquid from the secondary tank to the air battery in the cartridge type air battery when the cartridge type air battery is loaded into the frame. Air battery system. 装填された各カートリッジ式空気電池を直列接続、又は／及び並列接続していることを特徴とする請求項９に記載のカートリッジ式空気電池システム。The cartridge type air battery system according to claim 9, wherein each of the cartridge type air batteries loaded is connected in series or / and in parallel.
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