JP7460606B2 - スロット付きグロメットを備えた補聴器用電池 - Google Patents

スロット付きグロメットを備えた補聴器用電池 Download PDF

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Description

本技術（本発明）は、一般に、電池に関する。特に、本技術は、補聴器具に用いられる充電式電池に関する。
〔関連出願の参照〕
本願は、２０１８年９月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／７２９，９３３号および２０１８年９月１９日に出願された米国特許仮出願第６２／７３３，５９９号の権益および優先権主張出願であり、これら米国特許仮出願を参照により引用し、これらの開示内容全体を本明細書の一部とする。
一実施形態では、活性コア、２部品ケーシング、およびグロメットまたは絶縁層を有する充電式補聴器用電池が提供される。ケーシングは、内側ケーシングおよび外側ケーシングを含み、これらケーシングは一緒になって、コアのためのハウジングを形成する。グロメットは、２つのケーシングを互いに電気的に絶縁するとともにコアを外側ケーシングから絶縁する。コアの第１の電極が内側ケーシングに電気的に接続され（例えば、内側ケーシングに溶接された中央マンドレルを介して）、他方、コアの第２の電極は、グロメットに設けられた開口部を貫通した導電性タブを用いて外側ケーシングに電気的に接続される。グロメットはまた、導電性タブをコアから絶縁する。
上述の実施形態では、開口部は、グロメットの底壁に設けられた長方形スロットであるのが良い。上述の実施形態のうちの任意のものに関して、コアは、中央マンドレルに巻き付けられた活性材料の多数の層で作られるのが良い。
別の実施形態は、充電式補聴器の電池の組立方法であり、この方法は、活性材料のスタックの第１の電極をマンドレルに溶接するステップ、スタックを螺旋形態でマンドレルに巻き付けてコアを形成するステップ、コアをハウジング中に挿入するステップ、導電性タブをグロメットの開口部に通して挿入するステップ、および内側ケーシングと外側ケーシングを互いに嵌めるステップを含む。この方法は、マンドレルを内側ケーシングに溶接するステップおよび導電性タブを外側ケーシングに溶接するステップをさらに含むのが良い。
上記発明の概要は、例示に過ぎず、本発明をなんら限定することを意図していない。上述の例示の観点、実施形態、および特徴に加えて、別の観点、別の実施形態、および別の特徴は、以下の図面および詳細な説明を参照すると明らかになろう。
例示の実施形態に係る充電式補聴器用電池の断面側面図である。 例示の実施形態による巻回前の補聴器用電池のための複数の活性材料の側面図である。 例示の実施形態による導電性タブを含む図２の活性材料の斜視図である。 例示の実施形態による図１の充電式補聴器用電池の断面平面図である。 図１の充電式補聴器用電池のグロメットの断面底面図であり、例示の実施形態によるグロメットの底壁を貫通して設けられた開口部を示す図である。 外側ケーシングが取り外された状態の図１の補聴器用電池の下から見た斜視図であり、グロメットの開口部を貫通した導電性タブを示す図である。 例示の実施形態によるマンドレルの軸線を通る断面において図６を下から見た斜視図である。 例示の実施形態による外側ケーシングを含む図６に示されている充電式補聴器用電池の側面図である。 例示の実施形態に係る充電式補聴器用電池のグロメットの斜視図である。 例示の実施形態に係る充電式補聴器用電池のためのハウジングおよびグロメットの断面底面図である。 例示の実施形態による外側ケーシングが取り外された状態の補聴器用電池の下から見た斜視図である。 例示の実施形態による電池の軸線を通る断面において図１１を下から見た斜視図である。 例示の実施形態による外側ケーシングが取り外された状態の補聴器用電池の下から見た斜視図である。 例示の実施形態による電池の軸線を通る断面において図１３を下から見た斜視図である。 例示の実施形態による中空内側部分を含むテンションロッドマンドレルの断面側面図である。 例示の実施形態による中実内側部分を含むテンションロッドマンドレルの断面側面図である。 例示の実施形態による粘弾性を備えた内側部分を含むテンションロッドマンドレルの断面側面図である。 例示の実施形態によるテンションロッドマンドレルを含む充電式補聴器用電池の断面斜視図である。 例示の実施形態に係る充電式補聴器用電池のための導電性タブの平面図である。 別の例示の実施形態に係る充電式補聴器用電池のための導電性タブの平面図である。 例示の実施形態に係る多部品マンドレルの斜視図である。
種々の実施形態について以下に説明する。注目されるべきこととして、特定の実施形態では、排他的な説明としての意図はなく、または本明細書において説明する広い観点に対する限定としての意図はない。特定の実施形態と関連して説明する一観点は、必ずしも、その実施形態には限定されず、任意他の実施形態で実施できる。
図全体として参照すると、本明細書において開示される種々の例示の実施形態では、特に極めて高い体積エネルギー密度を有する電源を必要とする種々の用途、種々のシステム、および種々の装置に利用できる充電式電池に関する。具体的には、充電式電池は、難聴の人のための補聴器に電力を供給するために利用される。電池は、電池のための活性材料を収容したハウジングを有する。ハウジングは、外側金属カップおよび内側金属カップを有する。これらコンポーネントは、電池内の短絡（ショート）を阻止するようある特定の領域において互いに絶縁されている（例えば、外側金属カップと内側金属カップの短絡を阻止するため、活性コアとハウジングとの短絡を阻止するため、および活性コアのある特定の部品とハウジングとの間に形成された電気的接続部を絶縁するため）。伝統的に、これらコンポーネントは、電池内の配置場所が製造プロセスを複雑にするとともにコストを増大させる絶縁材料の多数の片を用いて互いに離隔される。本発明の器具は、電気回路中の電流の流れを制御するために単一部品の成型ポリマーグロメットまたは絶縁体を利用する。成型ポリマーグロメットは、外側金属カップの内面に合わせて輪郭がつけられた単一部品絶縁体である。成型ポリマーグロメットは、ハウジングの封止、ハウジング部品の相互絶縁、およびハウジングからの活性材料の絶縁を含む多数の機能に役立つ。
電池の活性コアは、リチウム‐イオン化学的性質のものであり、この活性コアは、第１の電極および第２の電極を含む活性材料相互間の界面面積を最大にするよう配置されている。活性コアの第１の電極は、中央マンドレルに電気的に結合されるのが良く、第１の電極、第２の電極、および所要の離隔層は、この中央マンドレルに巻き付けられている。マンドレルは、内側金属カップに結合されるのが良く、あるいは変形例として、外側金属カップに結合されても良い。種々の実施形態では、他形式の集電体（例えば、第１の電極とは別体のまたはその一部である導電性タブ）を用いて第１の電極を内側または外側金属カップに結合するのが良い。コアの第２の電極は、グロメットに設けられた小さい開口部を貫通する単一の導電性タブまたはマンドレルを用いて外側金属カップに電気的に接続されている。タブを含む実施形態では、タブは、外側金属カップとグロメットとの間にサンドイッチされ、それにより、タブは活性コアの他の部品から絶縁される。上記において提供された全体的説明の細部について図１～図１４を参照して詳細に説明する。
図１は、例示の実施形態に係る電池１０として示された完全組立状態の電池を示している。幾つかの実施形態では、電池１０は、補聴器具用の充電式電池であり、ただし、電池１０は、高体積エネルギー密度を有する電源を必要とする小型器具に使用できる。図１の実施形態では、電池１０は、ボタンセル（例えば、セルの外面から測定して１立方センチメートルまたはそれよりも小さい外部体積の円筒形セル）の形態に作られている。電池の高さ（例えば、電池の軸線１２に沿う高さ）を電池１０の直径（例えば、外径）で除算した値として特徴づけられる電池のアスペクト比は、１未満である。
図１に示されているように、電池１０は、ケーシング１００を有し、ケーシング１００は、下側カップ１０２として示された外側ケーシング、上側カップ１０４として示された内側ケーシング、および絶縁層２００として示されたグロメットを有する。電池１０は、活性コア３００として示されたコアまたはコアを有し、活性コア３００は、ケーシング１００の内容積部１０６内に（例えば、下側カップ１０２と上側カップ１０４との間に）納められている。
図示の実施形態では、電池１０の活性コア３００は、リチウム‐イオン化学的性質の活性材料を含む。具体的に説明すると、活性コア３００は、第１の電極シート３０２および第２の電極シート３０４として示された２つの電極相互間の広い界面面積を提供するよう配置されている。別の実施形態では、活性コア３００は、ボリュメトリックレート（volumetric rate ）能力の向上を提供するよう広い界面面積を必要とする異なる再充電可能な化学的構造体である。活性コア３００は、スタック３０６として示された互いに上下に積み重ねられた一連の薄い材料層として構成され、スタック３０６は、螺旋「ジェリーロール（jelly roll）」形態で中央マンドレル３０８に巻き付けられている。
活性コア３００の一実施形態が活性コア３００のための製造プロセスにおける巻回ステップに先立って図２および図３に示されている。マンドレル３０８は、単一の導電性材料（例えば、ステンレス鋼など）片で作られている。他の実施形態では、マンドレル３０８は、下側または上側カップ１０２，１０４に対するマンドレル３０８の短絡を阻止するよう一端部に被着された絶縁被膜またはフィルムをさらに有するのが良い。図示の実施形態では、マンドレル３０８は、中実筒体の形態をしている。他の実施形態では、マンドレルは、これとは異なる形状に形成される。さらに別の実施形態では、マンドレル３０８は、単一の絶縁材料（例えば、ポリプロピレン）片で作られて、このマンドレルは、第１の電極シート３０２と上側カップ１０４との間に延びる第１の複数の薄い材料ストリップおよび第２の電極シート３０４と下側カップ１０２との間に延びる第２の複数の薄い材料ストリップと組み合わせて用いられる。さらに別の実施形態では、この向きを逆にしても良い。さらに別の実施形態では、マンドレルに代えて第１の電極シート３０２と上側カップ１０４との間に延びる薄い材料ストリップが用いられる。図２および図３の実施形態では、マンドレル３０８は、直径が約２ｍｍ～１．５ｍｍ（両端の値を含む）の中実筒体であり、ただし、変形例として、他の直径を使用することができる。利点のうちとりわけ、小径のマンドレル３０８は、マンドレル３０８へのスタック３０６のより多くの「ラップ（巻き数）」の実現を可能にする。図３に示されているように、マンドレル３０８の高さ３０９（すなわち、マンドレル３０８の中心軸線３２８に平行な方向に見たマンドレル３０８の長さ）は、マンドレル３０８に巻き付けられたスタック３０６の寸法３１１（例えば、中心軸線３２８に平行なスタック３０６の縁の寸法３１１）よりも大きい。理解されるように、幾つかの実施形態では、負極と正極の相対位置決めを逆にしても良く、この場合、悪影響は生じない。例えば、変形実施形態（図示せず）では、マンドレルは、下側カップに連結されても良く、タブは、上側カップに連結される。かくして、相対位置決めが変化するとカップの極性が変化するが、接続は、図に説明した接続と逆であるに過ぎない。
図１５～図１７は、充電式電池用の種々の変形実施形態としてのマンドレル７００，８００，９００を示している。図１５の実施形態では、マンドレル７００は、中空の第１の（「外側の」）部分およびこの中に入っている中空の第２の（「内側の」）部分を含む導電性材料の２つの部品を含むテンションロッドマンドレルとして構成されている。第１の部分と第２の部分は一緒になって、空所（例えば、中空封入部）を形成している。空所は、組立体の僅かな幾何学的ばらつきに対応するようマンドレル７００の長さ（例えば、マンドレル７００の中心軸線に実質的に平行な方向に見たマンドレル７００の長さ）に対してある程度の調節性を提供するためのばねを受け入れるよう構成されている。他の実施形態では、第１の部分は、導電性材料で作られ、第２の部分は、絶縁性材料で作られている。第１の部分は、第１の電極に電気的に接続されるのが良く、第２の部分は、下側カップに接触する。さらに別の実施形態では、第２の部分は、下側カップから電気的に絶縁された（例えば、絶縁材料、例えばカプトン（Kapton）テープなどによって絶縁された）導電性材料で作られるのが良い。さらに別の実施形態では、これら要素は、互いに異なるよう構成されても良い（例えば、逆にされても良いことなどである）。さらに別の実施形態では、図１６および図１７に示されているように、内側部分は、中実ロッドとして構成されるのが良い。さらに別の実施形態では、図１７に示されているように、内側部分は、ばねのような挙動（外側部分と内側部分との間の別個のばねを用いるのとは対照的に）を提供するよう粘弾性特性を有する絶縁材料である。
図２に示されているように、スタック３０６は、第１の電極シート３０２、第２の電極シート３０４、および第１のセパレーター層３１０および第２のセパレーター層３１２として示された少なくとも１つのセパレーター層を含む交互に位置する材料層を有する。図２および図３の実施形態では、第１の電極シート３０２は、電池１０の負極であり（図１もまた参照されたい）、第２の電極シート３０４は、正極である。さらに別の実施形態では、この構成は逆である（例えば、第１の電極シート３０２は、電池１０の正極であり、第２のシート３０４は、負極である）。セパレーター層３１０，３１２は、負極と正極の間の境界部であり、電池回路の電解質（例えば、リチウム塩または有機溶剤で作られている）は、セパレーター層３１０，３１２を湿潤させる。
第１のセパレーター層３１０および第２のセパレーター層３１２は、電極シート３０２，３０４相互間に設けられた状態で電極シート３０２，３０４を互いに少なくとも部分的に絶縁する。図２の実施形態では、第１のセパレーター層３１０および第２のセパレーター層３１２は、第１の電極シート３０２の互いに反対側に設けられている。さらに別の実施形態では、第１のセパレーター層３１０および第２のセパレーター層３１２は、第２の電極シート３０４の互いに反対側に設けられる。
中央マンドレル３０８に対するスタック３０６の巻き付けを容易にするため、第１の電極シート３０２は、実質的に長手方向３１４（例えば、巻回方向）に第１のセパレーター層３１０、第２のセパレーター層３１２、および第２の電極シート３０４の前縁を越えて延びている。スタック３０６の後縁（図示せず）のところでは、セパレーター層３１０，３１２の各々は、電極シート３０２，３０４よりも長いのが良い。例えば、第１のセパレーター層３１０および第２のセパレーター層３１２の各々は、セパレーター層３１０，３１２の各々の余分の一巻（１ラップ）または二巻（２ラップ）を提供するよう第１の電極シート３０２および第２の電極シート３０４の各々の後縁を越えて延びるのが良い（例えば、セパレーター層３１０，３１２の各々がそれ自体に巻き付くなどするように）。セパレーター層３１０，３１２の後縁は、スタック３０６がほどけるのを阻止するよう定位置でヒートステーキング（加熱接合）されるのが良い。幾つかの実施形態では、実質的に長手方向に見た正極（例えば、第２の電極シート３０４）の長さは、負極（例えば、第１の電極シート３０２）の長さよりも長い。他の実施形態では、実質的に長手方向に見た負極の長さは、正極の長さよりも長い。巻回方向とスタックの向きの両方は、電極３０２，３０４の長さに影響を及ぼすことに注目されたい。
図３の実施形態では、横方向３１６（例えば、長手方向３１４に実質的に垂直な方向）に見たセパレーター層３１０，３１２の各々の幅は、横方向３１６に見た電極３０２，３０４の幅よりも大きい。幅のこの差は、第１の電極３０２と第２の電極３０４がいったん電池の中に組み込まれると互いに隔てられるのを保証する。
他の実施形態では、活性コアは、異なる構成にされても良い。図２１に示されている例示の実施形態では、活性コアは、多数の互いに異なる材料で作られた多部品マンドレル１２００を有する。図２１の実施形態では、マンドレル１２００は、マンドレル１２００の中心を切り開くセパレータ（例えば、絶縁材料片）を有する。電極３０２，３０４は、マンドレル１２００の互いに反対側の部分に溶接され、その結果、これら電極は、これら互いに反対側の部分に電気的に結合されるようになっている。図２１の実施形態では、マンドレル１２００の一方の部分または両方の部分は、ケーシングの適当な部品（例えば、下側カップ１０２または上側カップ１０４）に接触し、あるいは違ったやり方で、ケーシングの適当な部品に電気的に結合するよう構成されているのが良い。
図３の実施形態では、スタック３０６は、第１の端部３２０および第２の端部３２２を備えたタブ３１８として示されているタブを有する。タブ３１８は、導電性金属（例えば、チタン、アルミニウム、ニッケルなど）片で作られ、このタブは、第２の電極シート３０４を下側カップ１０２に電気的に接続するよう構成されている（図８もまた参照されたい）。図３に示されているように、タブ３１８の第１の端部は、第２の電極シート３０４に取り付けられた（例えば、ロウ付けされるなど）状態で横方向外方に延びており、その結果、この第１の端部は、電極３０２，３０４およびセパレーター層３１０，３１２の端部を越えてある距離にわたって突き出るようになっている。一実施形態では、タブ３１８は、長方形の形に作られた（例えば、プレス加工され、切断加工され、または違ったやり方で形成された）薄い材料片である。図３の実施形態では、タブ３１８の厚さは、セパレーター層３１０，３１２の厚さのオーダーのものである。さらに別の実施形態では、タブ３１８は、第２の電極３０４を上側カップ１０４に電気的に接続するよう構成されている。この実施形態では、タブ３１８は、長手方向３１４外方または横方向３１６（例えば半径方向）外方かのいずれかに差し向けられるのが良い。さらに別の実施形態では、タブ３１８は、第１の電極シート３０２を上側カップ１０４または下側カップ１０２に電気的に接続するよう構成されている。さらに別の実施形態では、図１９および図２０に示されているように、タブ１０００，１１００は、パドルの形状であるのが良く、その結果、丸形部分は、上側カップ１０４または下側カップ１０２に向かって横方向外方に延び、したがって、タブ１０００，１１００の丸形部分は、上側カップ１０４または下側カップ１０２と接触関係をなし、それによりタブ１０００，１１００と上側カップ１０４または下側カップ１０２との間に広い接触領域が得られるようになっている。さらに別の実施形態では、タブ１０００，１１００は、絶縁テープ、例えばカプトン（Kapton）テープを貼付することによって部分的に絶縁されるのが良い。
図４に示されているように、スタック３０６は、螺旋形態でマンドレル３０８に巻き付けられている。活性コア３００の組立方法は、第１の電極シート３０２をマンドレル３０８に電気的に接続する（例えば、溶接、ロウ付けなどによって）ステップを含む。図３に示されている例示の実施形態では、第１の電極シート３０２の前縁３２４をマンドレル３０８の中心軸線３２８に実質的に平行な基準線に沿ってマンドレル３０８の外面３２６に溶接する。次に、スタック３０６を螺旋形態でマンドレル３０８に巻き付ける。図３に示されているように、巻回プロセスは、マンドレル３０８を巻回方向３３０（例えば、反時計回りの方向）に回転させ、ついには、スタック３０６がマンドレル３０８に完全に巻き付けられるようにするステップを含む。利点のうちとりわけ、螺旋巻回形態は、スタック圧力（すなわち、層相互間の接触圧力）を増大させるとともに第１の電極シート３０２と第２の電極シート３０４との界面面積を増大させることができ、それにより活性コア３００の最大体積エネルギー密度を増大させることができる。
次に図１に戻ってこれを参照すると、活性コア３００は、電池１０のためのケーシング１００内に完全に収納されている。ケーシング１００は、下側カップ１０２および上側カップ１０４を含む２つの部品で作られている。図示の実施形態では、下側カップ１０２と上側カップ１０４の両方は、カップの形状にプレス加工されまたは違ったやり方で成形された単一の材料（例えば、ステンレス鋼）片で作られている。下側カップ１０２の内面は、下側空所１１２を画定し、上側カップ１０４の内面は、上側空所１１４を画定している。上側カップ１０４の外径は、下側カップ１０２の内径よりも小さく、その結果、上側カップ１０４を下側空所１１２中に挿入することができるようになっている。
図１に示されているように、絶縁層２００は、下側カップ１０２を上側カップ１０４から離隔させる単一の材料片である。機能のうちとりわけ、絶縁層２００は、下側カップ１０２を上側カップ１０４から電気的に絶縁するとともにケーシング１００の内部を外部環境から封止するよう構成されている。絶縁層２００は、電気絶縁材料、例えばポリプロピレンまたは別の成型ポリマーで作られている。絶縁層２００は、下側空所１１２内に実質的にはまり込むカップの形状に成形されまたは違ったやり方で形成されるのが良い。上側カップ１０４からの下側カップ１０２の絶縁に加えて、絶縁層２００はまた、活性コア３００を下側カップ１０２から離隔させるとともに電気的に絶縁する。図１に示されているように、絶縁層２００は、下側カップ１０２の内面に接触しまたはほぼ接触するよう形成されている。絶縁層２００の底壁２０２は、下側カップ１０２の下側内面１０８の近くに設けられ、絶縁層２００の側壁２０４は、下側カップ１０２の内側側壁１１０の近くに設けられている。利点のうちとりわけ、絶縁層２００の単一部品設計および下側カップ１０２に対する絶縁層２００の配置は、絶縁層２００のための成型プロセスを単純化する。
図５は、例示の実施形態に係る絶縁層２００の底面図である。絶縁層２００は、絶縁層２００の底壁２０２に設けられたスロット２０６として示されている開口部を有する。スロット２０６は、タブ３１８の第２の端部３２２を受け入れるよう構成され、この第２の端部は、スロット２０６を貫通して下側カップ１０２に電気的に接続されている。スロット２０６は、タブ３１８を下側カップ１０２に連結する仕組みを提供する一方で、タブ３１８の第２の端部３２２が活性コア３００の他の部品から電気的に絶縁される（絶縁層２００によって）ようにする。例示の実施形態では、底壁２０２は、スロット２０６とは異なり中実である。スロット２０６は、電池１０の軸線１２の近くの底壁２０２の中心位置に隣接して配設されている。底壁２０２へのスロット２０６の配設場所（例えば、スロット２０６の回転位置、スロット２０６と電池１０の軸線１２との間の距離など）は、活性コア３００の構成に応じて異なっていても良い。図５の実施形態では、スロット２０６は、長方形のスロットである。他の実施形態では、スロット２０６は、円形であっても良くまたは任意他の適当な形状であっても良い。図６に示されているように、スロット２０６は、タブ３１８の第２の端部３２２を受け入れるよう寸法決めされている。具体的に説明すると、スロット２０６の高さは、タブ３１８の第２の端部の厚さよりも大きく、スロット２０６の幅は、タブ３１８の第２の端部３２２の幅よりも大きい。さらに別の実施形態では、図１８の充電式補聴器用電池２０について示されているように、スロットは、活性コア３００が下側カップ１０２から電気的に絶縁されるようにしながら、マンドレル３０８を下側カップ１０２に連結するための仕組みを提供するようマンドレルの端部を受け入れるよう形作られた形状（例えば、円形の開口部など）であるのが良い。さらに別の実施形態では、スロットは、異なる形状のものであっても良い。
電池１０の組立方法は、活性コア３００を上側空所１１４および下側空所１１２のうちの一方中に挿入してマンドレル３０８の中心軸線３２８が電池１０の軸線１２と整列するようにするステップをさらに含む。図１の実施形態では、マンドレル３０８を上側カップ１０４に電気的に接続する（例えば、溶接、ロウ付けなどによって）。マンドレル３０８とスタック３０６との高さの差の結果として、上側カップ１０４に接触するのはマンドレル１０８だけである。組立方法は、タブ３１８の第２の端部３２２（図８参照）を絶縁層２００のスロット２０６に通して挿入するステップをさらに含む。タブ３１８の第２の端部３２２を下側カップ１０２の下側内面１０８に電気的に接続する（例えば、溶接する、ロウ付けするなど）。理解されるように、幾つかの実施形態では、負極と正極の相対的位置決めを逆にしても良い。例えば、変形実施形態（図示せず）では、マンドレルを下側カップに接続しても良く、この場合、タブを上側カップに接続する。かくして、相対的位置決めが変化するとともにカップの極性が変化することになるが、接続は、図に示された接続と逆であるに過ぎない。
さらに別の実施形態では、図１８に示されているように、組立方法は、マンドレルの端部を絶縁層のスロットに通して挿入するステップをさらに含む。図１８に示されているように、マンドレルを下側カップ１０２に電気的に接続する（例えば、溶接、ロウ付けなどによって）。マンドレルとスタックとの高さの差の結果として、下側カップ１０２に接触するのはマンドレルだけである。図１８の実施形態では、タブ３１８の第２の端部３２２を上側カップ１０４の頂壁１２２に電気的に接続する（例えば、溶接する、ロウ付けするなど）。さらに別の実施形態では、上側カップ１０４は、タブ３１８の第２の端部３２２を受け入れて溶接するスロットを有するのが良く、その結果、ケーシングが封止されるとともにタブ３１８の第２の端部３２２が上側カップ１０４に電気的に接続されるようになる。さらに別の実施形態では、組立では、絶縁体（例えば、カプトン（Kapton））が上側カップ１０４の頂壁１２２に接触しないようこの絶縁体を活性コアに（例えば、活性コアの上方に）付着させるのが良い。
図７および図８に示された例示の実施形態によれば、タブ３１８の第２の端部３２２を絶縁層２００の底壁２０２上に折り返し、この底壁のところで、第２の端部は、底壁２０２を出る。いったん組み立てられると、タブ３１８は、底壁２０２と下側カップ１０２の下側内面１０８（図８参照）の間にサンドイッチされる。この形態では、絶縁層２００は、絶縁層２００と下側カップ１０２との間にサンドイッチされたタブ３１８の部分を、下側カップ１０２を除き、すべてのコンポーネントから電気的に絶縁する。
図１に示されているように、組立方法は、上側カップ１０４を下側カップ１０２にはめ込んで下側カップ１０２が上側カップ１０４を少なくとも部分的に包囲するようにするステップをさらに含む。図１の実施形態では、上側カップ１０４の下縁１１６が絶縁層２００の底壁２０２に接触する。次に、上側カップ１０４を下側カップ１０２中にはめ込んで上側カップ１０４が下側空所１１２内に少なくとも部分的に収納されるようにする図１に示されているように、下側カップ１０２の壁と上側カップ１０４の壁は、絶縁層２００によって隔てられている。いったん組み立てられると、絶縁層２００はまた、下側カップ１０２の内側の側壁１１０および下側内面１０８を活性コア３００から隔てる。
上述の図１～図８の実施形態で説明したように、単一部品絶縁層２００は、ｉ）活性コア３００を下側カップ１０２から電気的に絶縁する機能、ｉｉ）タブ３１８の第２の端部３２２を活性コア３００から電気的に絶縁する機能、ｉｉｉ）下側カップ１０２を上側カップ１０４から出来的に絶縁する機能、およびｉｖ）下側カップ１０２と上側カップｐ１０４との隙間を封止する機能を含む少なくとも４つの機能を果たす。活性コア３００は、ケーシング１００の内容積部１０６内に位置し、この内容積部は、第１の部分については上側カップ１０４の上側空所１１４によって、第２の部分については絶縁層２００の底壁２０２によって画定される。
図１に示されているように、上側カップ１０４および活性コア３００は、下側カップ１０２の上縁１２０を上側カップ１０４の頂壁１２２上に折り返しまたは圧着することによって下側カップ１０２に対して定位置に固定される。
図９～図１４は、補聴器用電池１４，１８の例示の実施形態を示しており、これら補聴器用電池は各々、円形スロット５０６を有する単一部品絶縁層５００を有する。図９および図１０に示されているように、円形スロット５０６は、絶縁層５００の底壁５０２の中央を貫通して設けられ、その結果、スロット５０６は、電池１４と同軸関係を成している。図１～図８の実施形態の場合と同様、絶縁層５００は、単一材料片で作られ、この絶縁層は、活性コアおよびケーシングの種々のコンポーネントを互いに電気的に隔離する（例えば、絶縁する）のに役立つ。絶縁層５００はまた、ケーシングの内容積部（例えば、この中には、活性コア３００，６００が設けられている）を周囲環境から封止する。
図１１～図１４に示されているように、各電池１４，１８は、絶縁層５００によって下側カップ１０２（図示せず）から電気的に絶縁された活性コア３００，６００を有する。絶縁層５００はまた、下側カップ１０２を上側カップ１０４から電気的に絶縁するのに役立つ。図１１および図１２の実施形態では、活性コア３００は、図１の実施形態において利用された活性コア３００と同一である。他の実施形態では、活性コアは、異なる構成のものである。他の例示の実施形態では、タブ６１８は、第１の電極シート３０２をマンドレル３０８ではなく上側カップ１０４に電気的に絶縁するよう構成され、他方、マンドレル３０８は、第２の電極シート３０４を下側カップ１０２に電気的に結合するよう構成されている。さらに別の実施形態では、例えば、図１３および図１４の実施形態では、電池１８の活性コア６００は、第１のタブ６１８および第２のタブ６３２を有し、第２のタブ６３２は、マンドレルの代わりである。第２のタブ６３２は、第１の電極シート３０２を上側カップ１０４に電気的に結合するよう構成された導電性材料（例えば、ニッケル、銅など）の薄くて細長いストリップである。第２のタブ６３２は、第２のタブ６３２の第１の端部が絶縁層５００の近くの場所で第１の電極シート３０２に接触するよう形成されている（例えば、曲げられている、プレス加工されている、または違ったやり方で形成されている）。第２のタブ６３２は、活性コア６００と上側カップ１０４との間の隙間１２４を貫通して、第２のタブ６３２が上側カップ１０４と出会う場所の近くで折り返されている。第２のタブ６３２は、側方に（すなわち、電池１８の中心軸戦１６から遠ざかる方向に向いた方向に）上側カップ１０４の内面に沿って第２のタブ６３２の第２の端部に向かってある距離にわたって延び、この第２の端部は、上側カップ１０４に電気的に結合されている（例えば、溶接されている、ロウ付けされているなど）。
図１～図８の実施形態と同様、図１１および図１２の電池１４と図１３および図１４の電池１８は両方とも、第２の電極シート３０４を下側カップ１０２に電気的に結合するよう構成された第１のタブ６１８と示されているタブを有する。図１１～図１４に示されているように、第１のタブ６１８は、導電性材料（例えば、チタンなど）の薄くて細長いストリップの形態をしている。図１２および図１４に示されているように、第１のタブ６１８の第１の端部は、第２の電極シート３０４に取り付けられている（例えば、電気的に結合されている）。第１のタブ６１８は、円形スロット５０６の周囲の近くの場所で円形スロット５０６を貫通している。第１のタブ６１８は、スロット５０６の周囲のところで折り返された状態で絶縁層５００の底壁５０２に沿ってある距離にわたって延びている。図１の実施形態の場合と同様、図１１～図１４の電池１４，１８で用いられた絶縁層５００は、第１のタブ６１８を活性コア３００，６００から電気的に絶縁している。
図１～図８および図１１～図１４に示されているように、負極（例えば、第１の電極シート３０２）は、マンドレル３０８，６０８に電気的に結合され（例えば、溶接などされ）、マンドレルは、上側カップ１０４に電気的に結合されている。正極（例えば、第２の電極シート３０４）は、第１のタブ３１８，６１８に電気的に結合され、第１のタブは、下側カップ１０２に電気的に結合されている。変形実施形態では、この形態を改造することができる。例えば、正極（例えば、第２の電極シート３０４）をマンドレル３０８，６０８に電気的に結合しても良く、マンドレルを第１のタブ３１８，６１８経由で下側カップ１０２に電気的に接続しても良い。負極（例えば、第１の電極シート３０２）を別個の集電タブに電気的に結合しても良く、集電タブを上側カップ１０４に電気的に結合しても良い。この変形実施形態では、第１の電極シート３０２および第２の電極シート３０４の各々の相対長さ（例えば、実質的に長手方向３１４に見た長さ、巻回方向に見た長さなど）を本明細書において説明した他の実施形態に関しては逆にする必要のある場合がある。加うるに、恐らくは、マンドレル３０８と上側カップ１０４との（または変形例として、マンドレル３０８と下側カップ１０２との）電気的結合は、マンドレル３０８と上側カップ１０４との（または変形例として、マンドレル３０８と下側カップ１０２との）圧力接触、または第１のタブ３１８と上側カップ１０４との圧力接触（または変形例として、第１のタブ３１８と下側カップ１０２との圧力接触）によって達成できる。中実コアマンドレルに代えてテンションロッドマンドレル（図１５～図１７に示されている）を含む実施形態では、マンドレルのばねまたは粘弾性特性は、なんらかの僅かの寸法変化があるにもかかわらず適切な電気的結合を達成するのに適した接触圧力を保証する。
本明細書において用いられる「約」および「ほぼ」は、当業者には理解されるとともにこれらが用いられる文脈に応じてある程度ばらつきがある。当業者には明らかでないこれらの用語が使用されている場合、これが用いられる文脈が所与の場合、「約」および「ほぼ」は、特定の用語の最大±１０％までであることを意味する。
原文明細書で用いられる“ａ”、“ａｎ”、および“ｔｈｅ”ならびに要素を説明する文脈（特に、以下の原文特許請求の文脈）における同様な単語は、本明細書において別段の指定がなければまたは文脈上明らかな矛盾がなければ、単数形と複数形の両方を含むものと解されるべきである。本明細書において値の範囲が記載されている場合、かかる値の範囲の記載は、本明細書において別段の指定がなければ、その範囲内に含まれる別々の各値を個別的に参照する手っ取り早い方法として役立つことが意図されているに過ぎず、別々の各値は、これが本明細書において個別的に記載されているがごとく本明細書中に組み込まれる。本明細書で説明した全ての方法は、本明細書において別段の指定がなければまたは文脈上明らかな矛盾がなければ、任意適当な順序で実施することができる。本明細書において提供されている任意の実施例および全ての実施例、あるいは例示の言葉（例えば、「例えば」）の使用は、実施形態を良好に説明することが意図されており、別段の指定がなければ特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に対して限定をもたらすものではない。明細書中、任意のクレーム請求されていない要素を必須要件として示すものとみなされる用語は存在しない。
ある特定の実施形態を図示するとともに説明したが、理解されるべきこととして、変更および改造が特許請求の範囲に記載された広い観点において本技術から逸脱しないで、当業者に従ってこれら実施形態に対して実施することができる。
本明細書において例示的に説明した実施形態は、本明細書において具体的には開示されていない任意の要素または諸要素、特徴または諸特徴がなくても適切に実施することができる。かくして、例えば、原文明細書において用いられている“comprising”（訳文では、「～を有する」としている場合が多い）、“including”（訳文では、「～を備える」としている場合が多い）、“containing”（訳文では、「～を含む」としている場合が多い）などは、本発明を限定しないで広義に読まれるべきである。加うるに、本明細書で採用されている用語および表現は、説明の用語として用いられており、本発明を限定するものとしては用いられておらず、かかる用語および表現の使用にあたって、図示するとともに説明された特徴または特徴の部分の任意の均等例を排除する意図はなく、種々の改造がクレーム請求されている技術の範囲内で可能である。加うるに、“consisting essentially of”（訳文では、「本質的に～から成る」としている場合が多い）という語句は、具体的に記載された要素およびクレーム請求された技術の基本的なかつ新規な特徴に重要な影響を及ぼすものではない追加の要素を含むものと理解される。“consisting of ”（訳文では、「～から成る」としている場合が多い）という語句は、指定されていない任意の要素を含まない。
本開示内容は、本明細書において説明した特定の実施形態の観点から限定されるべきではない。当業者に明らかなように、本開示内容の精神および範囲から逸脱することなく、多くの改造および変形を実施することができる。本開示内容の範囲内に含まれる機能的に均等な方法および構成は、本明細書に列挙された方法および構成に加えて、上記説明から当業者には明らかであろう。かかる改造例および変形例は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内に含まれる。本開示内容は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明により、かかる特許請求の範囲の全均等範囲とともに、限定されるべきではない。理解されるべきこととして、本開示内容は、特定の方法、特定の試薬、特定の化合物、特定の組成または生態系には限定されず、これらは、当然のことながら、様々であって良い。また、本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態についてのみ説明することを目的としており、本発明を限定するものではないことは理解されるべきである。
加うるに、本開示内容の特徴または観点がマーカッシュ形式で記載されている場合、当業者であれば認識されるように、本開示内容はまた、マーカッシュ形式の任意の個々の部材または部材のサブグループの観点でかかる形式によって記載される。
当業者によって理解されるように、任意の目的および全ての目的に関し、特に、書面を提供する観点において、本明細書に開示された全ての範囲はまた、任意のかつ考えられる全ての部分的範囲ならびにこれらの部分的範囲の組み合わせを含む。任意の列挙された範囲は、少なくとも等しい２分の１、３分の１、４分の１、５分の１、１０分の１などに分けられる同一の範囲を十分に記載するとともに使用可能にするものとして容易に認識できる。非限定的な実施例として、本明細書において記載した各範囲は、３分の１の下側、３分の１の中間、３分の１の上側などに容易に分割できる。また、当業者には理解されるように、例えば、「最高～まで」、「少なくとも」、「～よりも大きい」、「～よりも小さい」などの全ての用語は、記載された数を含むとともに上述したように後で部分的範囲に分割できる範囲を意味している。最後に、当業者によって理解されるように、範囲は、個々の各要素を含む。
以下の特許請求の範囲には他の実施形態が記載されている。

Claims (20)

  1. ボタンセル電池であって、
    ケーシングを有し、前記ケーシングは、
    内側ケーシングと、
    前記内側ケーシングを少なくとも部分的に包囲した外側ケーシングとを有し、前記外側ケーシングと前記内側ケーシングは一緒になって、内容積部を画定し、
    前記内容積部内に設けられたコアを有し、前記コアは、
    第１の電極と、
    第２の電極と、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた少なくとも１つのセパレーター層と、
    第１の端部および第２の端部を備えた第１のタブとを有し、前記第１の端部は、前記第１の電極と前記第２の電極のうちの一方に取り付けられ、前記第２の端部は、前記外側ケーシングおよび前記内側ケーシングのうちの一方に取り付けられ、
    前記内側ケーシングと前記外側ケーシングとの間に少なくとも部分的に設けられたグロメットを有し、前記グロメットは、開口部を有し、前記コアは、前記グロメットによって前記外側ケーシングおよび前記内側ケーシングのうちの一方から離隔され、前記タブは、前記開口部を貫通しており、
    前記グロメットは、前記内側ケーシングおよび前記外側ケーシングを封止し、前記外側ケーシングから前記内側ケーシングを絶縁し、かつ、前記外側ケーシングから前記コアを絶縁するように構成されている、ボタンセル電池。
  2. 前記開口部は、長方形スロットである、請求項１記載のボタンセル電池。
  3. 前記第１のタブは、前記外側ケーシングおよび前記内側ケーシングのうちの一方に溶接されている、請求項１記載のボタンセル電池。
  4. 前記開口部は、前記グロメットの底壁に設けられ、前記グロメットの前記底壁は、前記開口部とは異なり中実である、請求項１記載のボタンセル電池。
  5. 前記グロメットは、前記グロメットの前記底壁の外周部に取り付けられた状態で該外周部に対して上方に延びる側壁をさらに有し、
    前記グロメット底壁は、前記外側ケーシングの下面と前記内側ケーシングの上面との間に設けられ、前記グロメット側壁は、前記内側ケーシングの側壁の外面と前記外側ケーシングの側壁の内面との間に設けられている、請求項１記載のボタンセル電池。
  6. 前記グロメットは、前記内側ケーシングと前記外側ケーシングとの間の隙間を封止するよう構成されている、請求項１記載のボタンセル電池。
  7. 前記コアは、マンドレルをさらに有し、前記第１の電極、前記第２の電極、第１のセパレーター層および第２のセパレーター層は、スタックの状態に配置され、前記第１のセパレーター層および前記第２のセパレーター層は、前記第１の電極または前記第２の電極の互いに反対側の側部上に設けられ、前記スタックは、螺旋形態をなして前記マンドレルに巻き付けられている、請求項１記載のボタンセル電池。
  8. 前記マンドレルの軸線に平行な前記マンドレルの高さは、前記マンドレルの前記軸線に平行な前記スタックの高さよりも大きい、請求項７記載のボタンセル電池。
  9. 前記マンドレルの軸線に平行な前記第１のセパレーター層および前記第２のセパレーター層の各々の高さは、前記マンドレルの前記軸線に平行な前記第１の電極と前記第２の電極の両方の高さよりも大きい、請求項７記載のボタンセル電池。
  10. 前記第１の電極は、前記スタックを前記マンドレルに巻き付ける前に前記マンドレルに溶接される、請求項７記載のボタンセル電池。
  11. 前記第１の電極は、前記ボタンセル電池の負極であり、前記第２の電極は、前記ボタンセル電池の正極である、請求項１０記載のボタンセル電池。
  12. 前記第１の電極は、前記ボタンセル電池の正極であり、前記第２の電極は、前記ボタンセル電池の負極である、請求項１０記載のボタンセル電池。
  13. ボタンセル電池を組み立てる方法であって、前記ボタンセル電池は、活性コア、上側空所を画定する内側ケーシング、下側空所を画定する外側ケーシング、および前記活性コアを前記外側ケーシングから離隔させるよう構成されたグロメットを有し、前記方法は、
    前記活性コアを前記上側空所および前記下側空所のうちの一方中に挿入するステップを含み、前記活性コアは、スタックから成り、前記スタックは、第１の電極および第２の電極を含み、
    前記グロメットに設けられた開口部に通してタブを挿入するステップを含み、前記タブの第１の端部は、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの一方に取り付けられ、
    前記内側ケーシングを前記外側ケーシングに装着するステップを含み、前記グロメットは、前記内側ケーシングを前記外側ケーシングから離隔させ、
    前記グロメットで前記内側ケーシングおよび前記外側ケーシングを封止するステップと、
    前記グロメットで前記外側ケーシングから前記内側ケーシングを絶縁するステップと、
    前記グロメットで前記外側ケーシングから前記コアを絶縁するステップと、を含む、方法。
  14. 前記開口部は、長方形スロットである、請求項１３記載の方法。
  15. 前記外側ケーシングの上縁部を前記グロメットおよび前記内側ケーシング上に折り返すステップをさらに含む、請求項１３記載の方法。
  16. 前記スタックは、第１のセパレーター層および第２のセパレーター層をさらに有し、前記第１のセパレーター層および前記第２のセパレーター層は、前記第１の電極の互いに反対側の側部上に設けられ、前記方法は、
    前記第１の電極をマンドレルに溶接するステップと、
    前記スタックを螺旋形態で前記マンドレル上に巻き付けて前記活性コアを形成するステップとをさらに含む、請求項１３記載の方法。
  17. 前記マンドレルを前記内側ケーシングに溶接するステップをさらに含む、請求項１６記載の方法。
  18. 前記マンドレルを前記外側ケーシングに溶接するステップをさらに含む、請求項１６記載の方法。
  19. ボタンセル電池であって、
    ケーシングを有し、前記ケーシングは、
    内側ケーシングと、
    前記内側ケーシングを少なくとも部分的に包囲した外側ケーシングとを有し、前記外側ケーシングと前記内側ケーシングは一緒になって、内容積部を画定し、
    前記内容積部内に設けられたコアを有し、
    前記コアの一部分を前記内側ケーシングおよび前記外側ケーシングの一方に電気的に結合するよう構成された第１のタブを有し、
    前記コアと前記外側ケーシングおよび前記内側ケーシングのうちの少なくとも一方との間で前記内容積部内に設けられたグロメットを有し、
    前記グロメットは、前記内側ケーシングおよび前記外側ケーシングを封止するように構成されており、
    前記グロメットは、前記外側ケーシングを前記内側ケーシングから電気的に絶縁するよう構成され、
    前記グロメットは、前記コアを前記外側ケーシングおよび前記内側ケーシングのうちの一方から電気的に絶縁するよう構成され、
    前記グロメットは、前記第１のタブの一部分を前記コアから電気的に絶縁するよう構成されている、ボタンセル電池。
  20. 前記第１のタブは、前記グロメットに設けられた長方形スロットを貫通している、請求項１９記載のボタンセル電池。
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