JPH07320703A

JPH07320703A - 筒形マンガン乾電池

Info

Publication number: JPH07320703A
Application number: JP6131253A
Authority: JP
Inventors: Makoto Urade; 誠浦出
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】高温−低温サイクル貯蔵や、長期貯蔵、振動
などにより外装の金属ジャケットによる押圧固定力にわ
ずかなゆるみが生じた場合でも、負極亜鉛缶の開口端部
と封口体との気密性が損なわれず、放電性能の低下が少
ない筒形マンガン乾電池を提供する。【構成】正極合剤１およびセパレータ３を収容した負
極亜鉛缶２の開口部に、中央部の透孔６１に炭素棒４を
挿入した合成樹脂製の封口体６を配設し、樹脂チューブ
７の上端部、正極端子板８の外周部および絶縁リング９
を介して金属ジャケット１０で上記封口体６と負極亜鉛
缶２の開口端部２１とを押圧固定する筒形マンガン乾電
池において、封口体６の負極亜鉛缶２の開口端部２１の
当接部に環状で縦断面形状がＶ字状の溝６２を設け、負
極亜鉛缶２の開口端部２１を上記封口体６のＶ字状の溝
６２に圧入し、該Ｖ字状の溝６２の壁面によって負極亜
鉛缶２の開口端部２１を径方向に押圧状態で挟み付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上に利用分野】本発明は、筒形マンガン乾電池に
関するものであり、さらに詳しくは、振動などにより外
装の金属ジャケットによる押圧固定力にわずかなゆるみ
が生じた場合でも、負極亜鉛缶の開口端部と封口体との
気密性が損なわれず、放電性能の低下が少ない筒形マン
ガン乾電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近は、環境汚染防止などの観点から、
水銀などの有害物質を電池に使用することができず、そ
のため、これまで亜鉛の腐食防止のために使用されてき
た水銀が使用できなくなり、その結果、この水銀の使用
を廃止した筒形マンガン乾電池では、高温−低温サイク
ル貯蔵や、長期貯蔵、振動などにより外装の金属ジャケ
ットによる押圧固定力にわずかなゆるみが生じて、負極
亜鉛缶の開口端部と封口体との気密性が損なわれると、
電流外部から酸素が電池内部に侵入してきて、負極亜鉛
缶を腐食させるため、放電性能が大きく低下するという
問題があった。

【０００３】そのため、図４に示すように、封口体６に
負極亜鉛缶２の開口端部２１を食い込みが生じるほど強
く押圧したり、あるいは、あらかじめ封口体６の負極亜
鉛缶２の開口端部２１の当接部に該負極亜鉛缶２の開口
端部２１にあわせた形状の溝を設けておき、その溝に負
極亜鉛缶２の開口端部２１を挿入してさらに押圧する方
法などが採用されてきた。

【０００４】しかしながら、これらの方法では、いずれ
も金属ジャケット１０で電池構成部材を軸方向に押圧す
ることによって、封口体６と負極亜鉛缶２の開口端部２
１との気密性を確保するようにしているため、高温−低
温サイクル貯蔵や、長期貯蔵、振動などにより、金属ジ
ャケット１０による軸方向への押圧固定力にわずかでも
ゆるみが生じると、封口体６と負極亜鉛缶２の開口端部
２１との気密性が損なわれ、その後の放置により電池外
部から大気中の酸素が電池内部に侵入してきて、負極亜
鉛缶２を腐食させるため、放電性能の低下を防止するこ
とができず、充分なものとはいえなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
筒形マンガン乾電池が持っていた外装の金属ジャケット
１０による押圧固定力にわずかでもゆるみが生じると、
電池外部からの酸素の侵入により、負極亜鉛缶２が腐食
を受けて放電性能が大きく低下するという問題点を解消
し、高温−低温サイクル貯蔵や、長期貯蔵、あるいは振
動などによって金属ジャケット１０による押圧固定力に
わずかなゆるみが生じた場合でも、負極亜鉛缶２の開口
端部２１と封口体６との気密性が損なわれず、したがっ
て、電池外部からの酸素の侵入による放電性能の低下が
少ない筒形マンガン乾電池を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成を、その実施例に対応する図１〜３を用
いて説明すると、本発明は、封口体６の負極亜鉛缶２の
開口端部２１の当接部に上記負極亜鉛缶２の開口端部２
１が圧入される環状で縦断面形状がＶ字状の溝６２を設
けたものである。

【０００７】上記構成からなる本発明の筒形マンガン乾
電池では、封口体６に設けたＶ字状の溝６２に負極亜鉛
缶２の開口端部２１を圧入すると、該負極亜鉛缶２の開
口端部２１をＶ字状の溝６２の壁面が径方向に押圧した
状態で挟み付けることになる。

【０００８】したがって、金属ジャケット１０による軸
方向への押圧固定力にわずかなゆるみが生じた場合で
も、上記Ｖ字状の溝６２の壁面が負極亜鉛缶２の開口端
部２１を径方向に押圧状態で挟み付ける力に変化が生じ
ないので、負極亜鉛缶２の開口端部２１と封口体６との
気密性が損なわれず、その結果、電池外部からの酸素の
負極亜鉛缶２の内部への侵入が生じないため、負極亜鉛
缶２の腐食が抑制され、放電性能の大きな低下が生じな
い。

【０００９】上記封口体６のＶ字状溝６２と負極亜鉛缶
２の開口端部２１の板厚との関係は、上記Ｖ字状溝６２
のＶ字が、負極亜鉛缶２の開口端部２１が圧入された時
に、その板厚面を底辺とする二等辺三角形となるように
することが好ましい。

【００１０】すなわち、そのようにしておくことによっ
て、負極亜鉛缶２の開口端部２１が上記Ｖ字状溝６２に
挿入される際、Ｖ字状溝６２を押し広げつつＶ字状溝６
２の底部側に進入し、挿入後はＶ字状溝６２が元の状態
に戻ろうとする復元力によって、負極亜鉛缶２の開口端
部２１がＶ字状溝６２の壁面で径方向に押圧された状態
で挟み込まれるようになり、負極亜鉛缶２の開口端部２
１と封口体６との間に高い気密性が得られるようにな
る。

【００１１】Ｖ字状溝６２の壁面が負極亜鉛缶２の開口
端部２１を挟み込むのに際して、大きな挟み込み力を得
るには、Ｖ字状溝６２のＶ角度が６０度以下であること
が好ましい。すなわち、Ｖ字状溝６２のＶ角度が６０度
以下であれば、負極亜鉛缶２の開口端部２１の挿入によ
るＶ字状溝６２の広がりが大きくなり、たとえ、負極亜
鉛缶２の開口端部２１の圧入が若干ゆるめであったとし
ても、挟み込み力の低下が少なくなるからである。ただ
し、Ｖ角度があまりにも小さくなると、負極亜鉛缶２の
挿入が困難になるので、６０度以下であって、１５度以
上であることが好ましい。

【００１２】上記封口体６のＶ字状溝６２の形成は、封
口体６１の射出成形時に封口体６の成形と同時に行われ
るか、または封口体６の射出成形後にＶ字状金型をプレ
スで封口体６に押圧して食い込ませることによって行わ
れる。

【００１３】

【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。ただし、本発明は実施例に例示のもののみに
限定されることはなく、もとより、各構成部材の材料な
ども例示のものに限られることはない。

【００１４】図１は本発明の筒形マンガン乾電池の一実
施例を示す部分断面図であり、図２は図１に示す電池に
使用されている封口体を拡大して示す断面図で、図３は
図１に示す電池の要部拡大断面図である。なお、電池を
示す図１や図３などの断面部分では、切断面より背面側
の部分を図示するとかえって繁雑化するので、切断面の
みを図示している。

【００１５】図中、１は正極合剤、２は負極亜鉛缶、３
はセパレータ、４は炭素棒、５は上蓋紙、６は封口体、
７は樹脂チューブ、８は正極端子板、９は絶縁リング、
１０は金属ジャケット、１１は負極端子板、１２は絶縁
パッキング、１３は底紙である。

【００１６】正極合剤１は、二酸化マンガンとアセチレ
ンブラックと電解液とを混合して調製した粉末状のもの
からなり、負極亜鉛缶２は、金属亜鉛をコップ状に成形
したものからなり、上記正極合剤１やセパレータ３など
がその内部に充填されている。

【００１７】セパレータ３は、クラフト紙の一方の面に
加工でんぷんを主材とする糊材を塗布したものからな
り、その糊材が塗布された面が負極亜鉛缶２に対向する
ようにして配置され、正極合剤１と負極亜鉛缶２とを隔
離している。

【００１８】炭素棒４は、カーボン粉末を固めたものか
らなり、その下部は封口体６の透孔６１および上蓋紙５
の中心孔を貫通し、その下端は正極合剤１の最下部近く
にまで達し、上部は正極端子板８と接触していて、正極
側の集電体として作用する。

【００１９】封口体６は、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン系樹脂やナイロンなどを成形し
たものからなり、図２に示すように、中央部には炭素棒
４が挿入される透孔６１が設けられ、その外周部におけ
る負極亜鉛缶２の開口端部２１の当接部には環状で縦断
面形状がＶ字状の溝６２が設けられている。

【００２０】上記Ｖ字状の溝６２は、Ｖ角度が６０度以
下であって、その開口部の寸法が負極亜鉛缶２の開口端
部２１の板厚以上であることが好ましく、本実施例で
は、Ｖ字状の溝６２のＶ角度が４５度で、該溝６２の開
口部寸法が０．６ｍｍであり、負極亜鉛缶２の開口端部
２１の板厚は０．５ｍｍである。したがって、この封口
体６のＶ字状溝６２に負極亜鉛缶２の開口端部２１が圧
入されることになる。

【００２１】上蓋紙５は、板紙を中心孔を有する環状に
打ち抜いたものからなり、樹脂チューブ７は、熱収縮性
を有する樹脂フィルムで形成されていて、負極亜鉛缶２
の外周側に配置され、その上端部は封口体６の外周部上
面を覆い、その下端部は絶縁パッキング１２の下面を覆
っている。

【００２２】正極端子板８は、ブリキ板からなり、その
中央部は炭素棒４の上端部に被せるキャップ状をしてお
り、外周部は平板状になっている。絶縁リング９は、塩
化ビニル樹脂板をリング状に打ち抜いたものからなり、
上記正極端子板８の平板状の外周部上に配置されてい
る。

【００２３】負極端子板１１は、ブリキ板からなり、外
周部は平板状になっている。絶縁パッキング１２は、パ
ラフィンを含浸した板紙をリング状に打ち抜いたものか
らなり、負極端子板１１の平板状の外周部の外面側（図
では、下部側）に接触した状態で配置されている。底紙
１３は、板紙を円形に打ち抜いたものからなり、負極亜
鉛缶２の底部内面側に配置されている。

【００２４】金属ジャケット１０は、ブリキ板を筒状に
丸めたものからなり、上記樹脂チューブ７の外周側に配
置されていて、その下端部は内側に折り曲げられ、その
上端部は内方にカールされ、その先端が絶縁リング９に
当接して、絶縁リング９、正極端子板８の平板状の外周
部、樹脂チューブ７の上端部、封口体６の外周部、負極
亜鉛缶２の開口端部２１および樹脂チューブ７の下端
部、絶縁パッキング１２、負極端子板１１をそれぞれ軸
方向に押圧して、それらをそれぞれ所定位置に固定して
いる。

【００２５】それらのうち、封口体６と負極亜鉛缶２と
に関して詳細に説明すると、封口体６のＶ字状溝６２に
圧入された負極亜鉛缶２の開口端部２１は、上記金属ジ
ャケット１０による軸方向への押圧力により、Ｖ字状溝
６２を押し広げつつ、その底部側に向かって進入し、そ
の結果、負極亜鉛缶２の開口端部２１が上記封口体６の
Ｖ字状溝６２の壁面で径方向に押圧された状態で挟み付
けられる。

【００２６】その結果、たとえ金属ジャケット１０の軸
方向への押圧固定力にわずかなゆるみが生じても、封口
体６のＶ字状溝６２の壁面による負極亜鉛缶２の開口端
部２１の径方向への挟み付け力はほとんど影響を受けな
いので、封口体６と負極亜鉛缶２との間の高い気密性が
保たれ、大気中の酸素が電池外部から負極亜鉛缶２の内
部に侵入するのが防止されて、放電性能の低下が防止さ
れる。なお、通常、上記金属ジャケット１０の筒状部の
外周面にはデザイン印刷が施される。

【００２７】つぎに、上記実施例の電池と図４に示す従
来構造の電池（従来例の電池）について、２年間にわた
って常温で貯蔵しつつ、月１回振動試験を行い、１年後
および２年後に、２０℃で１０Ω連続放電をして、放電
性能を調べた。また、図４に示す従来構造の電池を、振
動試験を行うことなく、常温で２年間にわたって貯蔵
し、その１年後および２年後に２０℃で１０Ω連続放電
をして、放電性能を調べた。なお、図４に示す従来構造
の電池は、封口体６の負極亜鉛缶２の開口端部２１の当
接部にＶ字状の溝６２を設けていないことを除いては、
実施例の電池と同様の構成からなる筒形マンガン乾電池
である。

【００２８】電池はいずれも外径３４ｍｍ、総高６１．
５ｍｍのＲ２０形の筒形マンガン乾電池であり、振動試
験は、振動数が１０Ｈｚ×１分、６０Ｈｚ×１分の繰り
返しで、振幅が１．８ｍｍ、方向がＸＹＺ方向で、時間
が６０分の条件下で行った。試験に供した電池個数は各
電池とも３０個ずつである。

【００２９】その結果を表１に示す。ただし、各電池と
も、組立直後に２０℃で１０Ω連続放電して、それぞれ
終止電圧０．９Ｖまでの放電持続時間を測定し、１年
後、２年後の放電性能は、その放電持続時間を組立直後
の放電持続時間を１００としたときの指数で示した。な
お、各電池とも、組立直後の放電持続時間は５６時間で
あった。また、表１においては、図４に示す従来構造の
電池を簡略化して「従来例」と表示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１に示す結果から明らかなように、本発
明の実施例の電池は、従来例の電池に比べて貯蔵後の放
電性能を示す指数値が高く、振動試験を付加した長期貯
蔵後においても、放電性能が優れており、振動試験を付
加していない従来例の電池と大差のない放電性能を有し
ていた。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、振動
後の長期貯蔵でも、封口体６と負極亜鉛缶２の開口端部
２１との気密性が損なわれず、放電性能の低下が少ない
筒形マンガン乾電池を提供することができた。

【００３３】すなわち、本発明の筒形マンガン乾電池で
は、封口体６に設けたＶ字状溝６２の壁面によって負極
亜鉛缶２の開口端部２１が径方向に押圧された状態で挟
み込まれているので、電池に振動がかかり、金属ジャケ
ット１０が変形して、金属ジャケット１０による軸方向
への押圧固定力にわずかなゆるみが生じた場合でも、封
口体６と負極亜鉛缶２の開口端部２１との気密性が損な
われず、電池外部からの大気中の酸素の電池内部への侵
入が防止され、電池外部からの侵入酸素による負極亜鉛
缶２の腐食が抑制されて、放電性能の低下が少なくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筒形マンガン乾電池の一実施例を示す
部分断面図である。

【図２】図１に示す電池に使用した封口体の拡大断面図
である。

【図３】図１に示す電池の要部拡大断面図である。

【図４】従来の筒形マンガン乾電池を示す部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１正極合剤２負極亜鉛缶３セパレータ４炭素棒６封口体６１透孔６２Ｖ字状の溝７樹脂チューブ８正極端子板９絶縁リング１０金属ジャケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極合剤１およびセパレータ３を収容し
た負極亜鉛缶２の開口部に、中央部の透孔６１に炭素棒
４を挿入した合成樹脂製の封口体６を配設し、樹脂チュ
ーブ７の上端部、正極端子板８の外周部および絶縁リン
グ９を介して金属ジャケット１０で上記封口体６と負極
亜鉛缶２の開口端部２１とを押圧固定する筒形マンガン
乾電池において、封口体６の負極亜鉛缶２の開口端部２
１の当接部に環状で縦断面形状がＶ字状の溝６２を設
け、負極亜鉛缶２の開口端部２１を上記封口体６のＶ字
状の溝６２に圧入し、負極亜鉛缶２の開口端部２１が上
記封口体６のＶ字状の溝６２の壁面によって径方向に押
圧状態で挟み付けられていることを特徴とする筒形マン
ガン乾電池。
【請求項２】封口体６のＶ字状の溝６２のＶ角度が、
６０度以下である請求項１記載の筒形マンガン乾電池。
【請求項３】封口体６のＶ字状の溝６２が、封口体６
の射出成形時に形成するか、または封口体６の射出成形
後にプレス金型の押圧により形成したものである請求項
１記載の筒形マンガン乾電池。