JPH04206453A - 密閉形電池の安全弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は密閉形電池の安全弁装置に関する。

〔従来の技術〕

密閉形電池の安全弁装置としては、金属ハネの弾性を利
用したものや、ゴムなどの弾性体の弾性を利用したもの
などが知られている（例えば、「電池ハンドブックＪ、
３．３項アルカリ蓄電池、電気書院発行）。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、それらは、いずれも、部品寸法のバラツキによ
って、安全弁装置の作動圧力がある程度バラツクのを避
けることができなかった。

また、長期の保存や使用、特に高温での保存や使用によ
り、金属ハネや弾性体が性状変化を起こすため、作動圧
力が変化したり、電解液の逸散により電池性能が低下す
るなどの問題も発生した。

しかも、この場合には、その構造上、電解液の補充を行
うことができなかった。

したがって、本発明は、従来の安全弁装置が持っていた
作動圧力のハラツギや作動圧力の経時変化に対する調整
が行えないという問題点を解決し、作動圧力の調整が可
能で、作動圧力のバラツキが少ない密閉形電池の安全弁
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、安全弁装置のキャンプ部にネジを設け、バぶ
式、ゴムなどの弾性体式を問わず、７ジの締付けにより
、安全弁装置の作動圧力を調整できるようにして、上記
目的を達成したものである。

〔作用〕

ネジを締付けて作動圧力を調整することができるので、
安全弁装置の構成部品の寸法ノ＜ラツキがあっても、安
全弁装置として組み立てた後、作動圧力を調整すること
により、作動圧力のバラツキを少なくすることができる
。

また、長期間の使用や保存により、弾性体や金属ハネが
性状変化を起こしたときでも、ネジの締付けにより作動
圧力を調整することによって、経時変化に対しても対応
することができる。

さら番こ、電解液の逸散などによって電池性能が低下し
た場合にも、ネジを緩め、取り外して、その開口部分か
ら電池内部へ液を補充することにより、電池性能の回復
を図ることができる。

〔実施例〕

つぎに、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

実施例１ 第１図は本発明の実施例１０安全弁装置を電池に使用し
た状態で示す断面図である。

第１回において、（１）は利口板、（２）は安全弁装置
のキャップ部、（３）は圧力調整ネジ゛、（４）は弾性
体、（５）は金属板、（６）は金属ハネ、（７）は金属
板である。

封目板（１）は、５ＰＣＤ　（冷間圧延鋼板）にニア・
ケルメツキを施したもので作製されていて、その中央部
には、ガス検知孔（１ａ）が設けろれている。

キャップ部（２）は、５ＰＣＤにニッケルメッキを施し
たもので作製されていて、その頭部（２ａ）の中央部分
は厚肉に形成され、その中心部にはネジ孔（２ｂ）が設
けられ、キャンプ部（２）の側部にはガス排出孔（２ｃ
）が設けられている。

圧力調整ネジ（３）は、５ＰＣＤにニッケルメッキを施
したもので作製されていて、軸部（３ａ）と頭部（３ｂ
）とからなり、その軸部（３ａ）の外周面には上記キャ
ンプ部（２）のネジ孔（２ｂ）のネジに蝮合するネジ（
３ｃ）が形成され、圧力調整ネジ（３）の軸部（３ａ）
は上記キャンプ部（２）のネジ孔（２ｂ）にネジ込まれ
、その下端は金属板（７）に達している。

弾性体（４）は、シリコンゴムで形成され、金属板（５
）は、５ＰＣＤにニッケルメッキを施したもので作製さ
れている。上記の弾性体（４）は、この金属板（５）の
下面に接着されていて、正常状態では、その中央部で前
記封目板（１）のガス検知孔（１ａ）を閉塞している。

金属ハエ（６）は、ステンレス鋼製のコイルスプリング
であり、金属板（７）は５ＰＣＤにニッケルメッキを施
したもので作製されていて、上記金属ハフ（６）はその
下端部が前記金属板（５）の上面の凸出部の周囲に嵌合
し、その上端部は上記金属板（７）に接している。

つぎに、電池部分について説明すると、０１）は正極、
（＋２１はセパレータ、θ■は負極、０４）は電池ケー
ス、０５）はリード体、Ｑ６］はリード体、ａ′７）は
絶縁バッキングである。

上記正極（ＩＩ）は二・ンケル電極からなり、セパレー
タ０２）にはボリアミド不織布が使用され、負極０３）
はカドミウム電極からなり、これらの正極θＩ）、セパ
レータ（１２）および負極側は重ね合わせて渦巻状に巻
回され、渦巻状電極体として、電池ケース（＋４）内に
収容されている。そして、この電池には３０％水酸化カ
リウム水溶液が電解液として注入されている。

正極０１）と封口板（１）とはリード体０５）によって
接続され、その結果、封口板（１）およびそれに接続す
るキャップ部（２）、圧力調整ネジ（３）などの金属製
部材は正極端子としての機能を兼ねる。

負極側と電池ケース０滲とはリード体０ωによって接続
されている。その結果、電池ケース０４）は負極端子と
しての機能を兼ねる。なお、負極（１３１とリード体Ｃ
ωとの接続は、負極０３）の基体のはみ出し部分（１３
ａ）　（つまり、゛活物質である水酸化カドミウムが付
着されていない部分（１３ａ）　）によって行われてい
る。

絶縁バッキング０７１は、電池ケース０４）の開口部に
配設され、前記封口板（１）は、この絶縁バッキングｑ
力の内周側に嵌合され、電池ケースｑ４の開口端部の内
方への締付けにより、絶縁バッキングθ′７）に圧接じ
て、電池ケースＱ４）の開口部を封口して、電池内部を
密閉状態にしている。

このようなニッケルーカドミウム系のアルカリ蓄電池で
は、過放電などにより、正極（ＩＩ）から水素ガスが発
生し、負極０３）からは酸素ガスが発生して、電池の内
部圧力が上昇し、電池が高圧下で破裂して電解液などの
電池内容物が周囲に飛び散り、電池使用機器などを汚損
させるおそれがある。そのために、本発明の安全弁装置
が必要になるが、その作動機構について述べると、次の
通りである。

正常状態では、圧力調整ネジ（３）の締付けにより、金
属板（７）を介して金属ハネ（６）、金属板（５）およ
び弾性体（４）を封口板（１）に押圧しているので、弾
性体（４）が封口板（１）のガス検知孔（１ａ）を閉塞
して電池内部を密閉状態に保っている。

しかし、電池内部にガスが発生して、電池の内部圧力が
上昇し、安全弁装置の作動設定圧力まで達すると、電池
内部のガスはガス検知孔（ｌａ）を閉塞している弾性体
（４）を押し上げる（それに伴って金属板（５）が押し
上げられ、金属バネ（６）が収縮する）。そのため、弾
性体（４）と封口板（１）との間に隙間が生し、電池内
部のガスはガス検知孔（１ａ）と上記隙間を通って封口
板（１）外に出て、さらに、キャップ部（２）のガス排
出孔（２ｃ）を通って電池外部に出ていき、電池の内部
圧力が低下して、電池の高圧下での破裂が防止される。

そして、電池の内部圧力が低下すると、再び弾性体（４
）が封目板（１）のガス検知孔（１ａ）を閉塞して電池
内部を密閉状態にする。

この実施例１の安全弁装置では、圧力調整ネジ（３）に
よる調整により、安全弁装置の作動圧力、つまり電池内
部のガスを電池外部乙こ排出さセる珪カを±０．２ｋｇ
／ｃｆｆｌのバラツキ範囲で作動さゼることができる。

すなわち、実施例１の安全弁装置を１００個製造し、第
１図に示す電池に使用のものと同様の電池ケース（ただ
し、底部に圧縮空気送り込み用の栓を設けたもの）の開
口部に絶縁バッキングを介して配設し、電池ケースの開
口端部を内方に締め付けて、電池ケースの開口部を封口
し、圧縮空気を送り込み、作動設定圧力１５ｋｇ／ｃ−
ｄで安全弁装置を作動させたところ、作動圧力のバラツ
キは±０２ｋｇ／ｃｉ！ｌの範囲内であった。

実施例２ 第２図は本発明の実施例２の安全弁装置の要部を示す断
面図である。

この実施例２の安全弁装置では、弾性体（４）に実施例
１と同様にシリコンゴムを用いているが、その厚みを大
きくし、実施例１における金属ハネ（６）や金属板（７
）は用いていない。

また、キャップ部（２）の外周部（２ｄ）を圧力調整ネ
ジ（３）のＬ端より高（して、圧力調整ネジ（３）が他
のものと接触する機会を少なくし、圧力調整２ジ（３）
が他のものと接触することによって安全弁装置の作動圧
力が狂うのを防止している。それ以外の構成は実施例１
の場合とほぼ同じである。例えば、金属板（５）には５
ＰＣＤにニッケルメッキを施したものを用い、この金属
板（５）の下面と弾性体（４）の上面とを接着している
。

この実施例２の安全弁装置では、圧力調整ネジ（３）の
締付により金属板（５）を介して弾性体（４）を封口板
（］）に押圧しているので、正常状態では、弾性体（４
）が封口板（１）のガス検知孔（１ａ）を閉塞して、電
池内部を密閉状態に保っている。

しかし、電池内部にガスが発生して、電池内部の圧力が
上昇し、安全弁装置の作動設定圧力に達すると、弾性体
（４）が電池内部のガスに押されて変形し、弾性体（４
）と封目板（１）との間に隙間が生じ、電池内部のガス
は、ガス検知孔（１ａ）および↓７記隙間を通って封目
板（１）外に出て、さらにキや７・ブ部（２）のガス排
出孔（２ｃ）を通って、電池外部に出ていき、電池の内
部圧力が低下して、電池の高圧下での破裂が防止される
。そして、電池の内部千カが低下すると、再び弾性体（
４）が封口板（１）のガス検知孔（］ａ）を閉塞して電
池内部を密閉状態にする。

この実施例２の安全弁装置を１００個製造し、実施例１
と同様に、その作動圧力を調べたところ、この実施例２
の安全弁装置では、±０　、５　ｋｇ　、／’　ｃｎの
バラツキ範囲で作動させることができた。

実施例３ 第３〜４図は本発明の実施例３の安全弁装置を示すであ
り、第３図はその要部断面図で、第４しＪはその概略斜
視図である。

この実施例３の安全弁装置では、キャンプ取付部（８）
を封口板（１）の上面に設置し〔キャップ取付部（８）
を封口板（１）の上面に溶接して固定する〕、このキャ
ップ取付部（８）の外周面にネジ（８ａ）を設け、キャ
ンプ部（２）の側部の内周面に上記キャンプ取付部（８
）のネジ（８ａ）に螺合するネジ（２ｅ）を設けている
。弾性体（４）および金属板（５）は実施例２の場合と
同様の構成のものである。つまり、弾性体（４）にはシ
リコンゴムを用い、金属板（５）には５ＰＣＤにニッケ
ルメッキを施したものを用い、金属板（５）の下面と弾
性体（４）の上面とを接着している。

この実施例３の安全弁装置では、キャンプ部（２）をキ
ャップ取付部（８）にネジ込み、キャップ部（２）の頭
部（２ａ）の下面で金属板（５）を押圧し、この金属板
（５）を介して弾性体（４）を封目板（１）に押圧して
いるので、正常状態では、弾性体（４）が封口板（１）
のガス検知孔（１ａ）を閉塞して、電池内部を密閉状態
に保っている。

しかし、電池内部にガスが発生して、電池内部の圧力が
上昇し、安全弁装置の作動設定圧力に達すると、弾性体
（４）が電池内部のガスに押されて変形し、弾性体（４
）と封口板（１）との間に隙間が生し、電池内部のガス
はガス検知孔（１ａ）および上記隙間を通って封口板（
１）外に出て、さらにキャップ部（２）のガス排出孔（
２ｃ）を通って電池外部へ出ていき、電池内部の圧力が
低下して、電池の高圧下での破裂が防止される。そして
、電池の内部圧力が低下すると、再び弾性体（４）が封
口板（＋１のガス検知孔（１ａ）を閉塞して電池内部を
密閉状態にする。

この実施例３の安全弁装置を１００個製造し、実施例Ｉ
と同様に、その作動圧力を調べたところ、この実施例３
の安全弁装置では、±０．５ｋｇ／ｃｎのバラツキ範囲
で作動させることができた。

比較例１ この比較例１の安全弁装置は、第５図に示すように、実
施例１におけるような圧力調整ネジ（３）は用いず〔そ
れに伴って、キャップ部（２）にもネジ孔”（２ｂ）を
設けていないし、また、金属板Ｃ力も用いていない］、
それ以外は実施例１とほぼ同様の部品で安全弁装置とし
て組み立てたものである。

この比較例１の安全弁装置は、金属ハ２（６）および金
属板（５）を介して、キャンプ部（２］で弾性体（４）
を封目板（１）に押圧しているが、圧力調整機能を有し
ていないので、金属ハ：？、、（６）や、金属板（５）
、キャップ部（２）、弾性体（４）などの寸法バラツキ
によって、作動圧力Ｑこバラツキが生しやすく、この安
全弁装置を１００個製造し、実施例１と同様に、その作
動圧力を調べたところ、１００個中、９０個は作動圧力
のバラツキが±３ｋｇ／ａｉｒの範囲内におさまったが
、残り１０個は作動圧力のバラツキが±５ｋｇ／ｃｆｆ
ｌの範囲に分布し、部品選別を要し、安全弁装置として
の歩、留りが悪かった。

比較例２ この比較例２の安全弁装置は、第６図に示すように、弾
性体（４）をキャップ部（２）で封口板（１）に押圧し
たものである。弾性体（４）には実施例１〜３の場合と
同様にシリコンゴムを用い、その寸法は実施例２の場合
と同しにしているが、この比較例２の安全弁装置は、圧
力調整機能を有していないので、弾性体（４）やキャッ
プ部〔２）の寸法バラツキなどによって作動圧力にバラ
ツキが生じやすく、この安全弁装置を１００個製造し、
実施例１と同様に、その作動圧力を調べたところ、６０
個は作動圧力のバラツキが±３　ｋｇ　／　ｃｆｆｌの
範囲内におさまったが、２０個は作動圧力のバラツキが
±５　ｋｇ／　ｃｔの範囲に分布し、残り２０個は作動
圧力のバラツキがさらに大きくなって、安全弁装置とし
ての歩留りが悪かった。

また、実施例１〜３の安全弁装置では、電解液の気化な
どにより電池性能が低下した場合には、ネジを緩め、取
り外して開口部から液を補充することにより、電池性能
の回復を図ることができる。

つまり、実施例１〜２の安全弁装置では、圧力調整ネジ
（３）を緩めてキャンプ部（２）から取り外し〔それに
伴って、弾性体（４）と封口板（１１との間に隙間が生
じる〕、キャップ部（２）のネジ孔（２ｂ）から水を補
充して、電解液濃度を元の状態にすることができるし、
また、実施例３の安全弁装置では、キャンプ部（２）を
緩めてキャップ取付部（８）から取り外し、さらに弾性
体（４）と金属板（５）とを取り外し、ガス検知孔（１
ａ）から、水または電解液を電池内部に補充して電池性
能の回復を図ることができる。

なお、実施例では、本発明の安全弁装置をニッケルーカ
ドミウム系の電池に用いる場合について説明したが、本
発明の安全弁装置の用途はその場合のみに限られるもの
ではなく、例えば、二、ケル−水素系のアルカリ蓄電池
など、電池内部にガスが発生する可能性のある密閉形電
池のいずれにも適用できるものである。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、安全弁装置に圧力調
整機能を持たせることによって、その作動圧力のバラツ
キを±０１２ｋｇ／ｃ［Ｉｌ〜±０　、５　ｋｇ　／　
ｃｒＡの範囲内におさめることができた。

その結果、安全弁装置の歩留りの大幅な向上や、電池の
安全性の向上が達成できる。また、長期の保存、使用に
よって金属ハ矛や弾性体が性状変化を起こし、作動圧力
に狂いを生した場合にも、作動圧力を調整することがで
きるので、経時変化に対しても対応できるようになった
。さらに、電解液が逸散したり、気化した場合には、液
の補充をすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１〜４回は本発明の安全弁装置を示すもので、第１図
は実施例１０安全弁装置を電池に使用した状態で示す断
面図、第２図は実施例２の安全弁装置の要部を示す断面
図、第３図は実施例３の安全弁装置の要部を示す断面図
、第４圀は実施例３の安全弁装置の概略斜視図である。 第５〜６圓は従来の安全弁装置を示すもので、第５圀は
比較例１の安全弁装置の要部を示す断面図、第６同は比
較例２０安全弁装置の要部を示す断面図である。 （１）・・・封口板、　（１ａ）・・・ガス検知孔、（
２）・・・キャップ部、　　（２ｂ）・・・ネジ孔、（
２ｃ）・・・ガス排出孔、　（２ｅ）・・・ネジ、（３
）・・・圧力調整ネジ、　（３Ｃ）・・・ネジ、（４）
・・・弾性体、　（６）・・・金属バ矛、（８）・・・
キャップ取付部、　　（８ａ）・・・ネジ（ロ）・・・
電池ケース 第１　図 ８２図 ８ａ・・・ヱジ １・・・封口板 １ａ・・・ガス検知孔 ２・・・キヤ、ブ部 ２ｃ・・・ガス排出孔 ４°°°弾性体　　　　乃６ １／１（ ４１ａ ７・′１ １　　　１ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、密閉形電池の電池ケースの開口部を封口する封口板
   に設けられ、電池内部のガス圧を検知して可逆的に開閉
   する安全弁装置であって、ネジの締付による作動圧力調
   整機能を有することを特徴とする密閉形電池の安全弁装
   置。