JPH08203494A - 乾電池 - Google Patents

乾電池

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JPH08203494A
JPH08203494A JP7075369A JP7536995A JPH08203494A JP H08203494 A JPH08203494 A JP H08203494A JP 7075369 A JP7075369 A JP 7075369A JP 7536995 A JP7536995 A JP 7536995A JP H08203494 A JPH08203494 A JP H08203494A
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Hiroshi Shimano
洋 嶋野
Kazuhiko Hatakawa
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスケットを全周に亘って均一にかしめて電
解液に対するシールを確実なものとなす信頼性の高い乾
電池を提供する。 【構成】 電解液が満たされる電池缶と、この電池缶に
固定される電池蓋3とを備え、該電池蓋3にガスケット
6を介して正極端子が取付けられてなる乾電池におい
て、正極端子が第1の金属部材8と第2の金属部材9か
らなり、これら第1の金属部材8と第2の金属部材9が
スポット溶接されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池蓋にガスケットを
介して正極端子が取付けられた乾電池に関し、特に電極
部構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、角形リチウム電池の電極部は、
電池蓋に対してガスケットを介して正極端子がカシメら
れることにより構成されている。
【0003】電極部を形成するには、先ず、図9(a)
に示すように、電池蓋101に形成された正極端子取付
け孔102に、断面形状が略コ字状とされた円筒体をな
すガスケット103を設ける。そして、そのガスケット
103の中心孔104に、下端側にフランジ部105を
有した円柱体をなす正極端子106を臨ませる。この正
極端子106には、その中心にドリルにより止まり孔と
して形成されるローラー導入孔107が形成されてい
る。
【0004】次に、同図(b)に示すように、先端が尖
ったカシメローラー108の先端部108aをローラー
導入孔107に臨ませ、このカシメローラー108を押
し付けながら図中矢印Aで示す方向にスピンさせる。
【0005】すると、このカシメローラー108によっ
て、ローラー導入孔107の開口周縁部分が外側へと次
第に広がって行き、最終的に同図(c)で示すように平
らになる。そのときの押圧力により、ガスケット106
が押し潰されてかしめられることにより、正極端子10
6が電池蓋101に固定される。同時に、電解液に対す
るシールがなされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なスピンカシメ方式では、カシメローラー108が各瞬
間で正極端子106に対して点当たりとなるため、ガス
ケット103の圧縮量に円周内でムラが発生する。つま
り、スピンカシメ方式では、傾きが生じやすく、ガスケ
ット103に与える圧縮力を全周に亘って均一なものと
することができない。そのため、電解液に対するシール
が不完全となりやすい。
【0007】また、カシメローラー108によりかしめ
られる側のガスケット103は、半径方向に非常に大き
く変形しやすいため、材料のクリープの点で強度的に問
題がある。例えば、正極端子106のフランジ部105
が設けられる側のガスケット103の中心孔104の開
口径D1 に対して、カシメローラー108によりかしめ
られる側の開口径D2 がかなり大きくなる。
【0008】そこで本発明は、かかる従来の有する課題
を解決すべく提案されたものであって、ガスケットを全
周に亘って均一にかしめて電解液に対するシールを確実
なものとなす信頼性の高い乾電池を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る乾電池は、
電解液が満たされる電池缶と、この電池缶に固定される
電池蓋とを備え、該電池蓋にガスケットを介して正極端
子が取付けられてなる乾電池である。そして、この乾電
池では、ガスケットを全周に亘って均一に圧縮してかし
めるべく、正極端子を第1の金属部材と第2の金属部材
から構成し、これら第1の金属部材と第2の金属部材を
スポット溶接する。
【0010】また、この乾電池においては、ガスケット
の圧縮量を正確にコントロールするため、第1の金属部
材と第2の金属部材の相対向する面のいずれか一方にナ
ゲットとなる突起を設ける。これに加え、電解液に対す
るシールを確実なものとするために、電解液に浸される
側に設けられる第2の金属部材のガスケットと接する面
に円環状の突起部を設ける。
【0011】さらに、この乾電池の組み立て作業を容易
なものとすべく、ガスケットを電池蓋を挟んで2分割す
る。さらには、ガスケットの外周方向へのはみ出しを防
ぐために、ガスケットを外周側より中心に向かって次第
にその厚みを厚くする。
【0012】
【作用】スポット溶接というのは、2枚の金属板を重ね
合わせ、これを丸棒状の電極で加圧して通電し、ジュー
ル熱により金属を加熱溶融状態にし、圧力を加えて点状
に圧接する方法である。
【0013】本発明では、このスポット溶接を用いて、
第1の金属部材と第2の金属部材とから構成した正極端
子をガスケットを介して電池蓋に固定しているので、電
極による圧力が均一にガスケットに加わり、当該ガスケ
ットが全周に亘って均一に圧縮されてかしめられた状態
になり、電解液に対するシールが確実なものとなる。
【0014】また、第1の金属部材と第2の金属部材の
相対向する面のいずれか一方にナゲットとなる突起を設
けることにより、この突起がガスケットの圧縮量をコン
トロールすることになる。
【0015】また、電解液に浸される側に設けられる第
2の金属部材のガスケットと接する面に円環状の突起部
を設けているので、スポット溶接したときに、この突起
部と対向するガスケット部分の圧縮力が高まり、電解液
に対するシールがより一層確実なものとなる。
【0016】さらに、ガスケットを外周側より中心に向
かって次第にその厚みを厚くしているので、スポット溶
接したときに、当該ガスケットが外周側へ向かってはみ
出すことが抑制され、クリープによる機械的強度も損な
われない。
【0017】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。
【0018】本実施例の乾電池は、図1に示すように、
電解液1が満たされる電池缶2と、この電池缶2に固定
される電池蓋3とから構成される角形リチウム電池であ
る。
【0019】電池缶2は、上方に開口部4を有し、内部
が空洞とされた長方体として形成され、その内部に電解
液1を収容するようになっている。
【0020】一方、電池蓋3は、電池缶2に満たされた
電解液1の漏れを防ぐために、該電池缶2に形成された
開口部4を塞ぐに足る大きさに形成されている。そし
て、この電池蓋3は、上記電池缶2の開口部4を塞ぐよ
うにして、該電池缶2に対して固定されている。
【0021】これら電池缶2と電池蓋3は、いずれも導
電性を有した金属材料からなり、負極として機能するよ
うになっている。すなわち、この乾電池では、ケース全
体が負極として機能する。
【0022】そして、この乾電池では、電池蓋3に開設
された正極端子取付け孔5に臨むようにして、ガスケッ
ト6を介して正極端子7が取付けられている。
【0023】ガスケット6は、負極となる電池缶2及び
電池蓋3と正極端子7との絶縁を確保すると共に、電解
液1の漏洩を防止するシールとして機能するものであ
る。このため、ガスケット6には、ポリプロピレンやフ
ッ素ゴム等の如き絶縁材料を用いることが望ましい。中
でも、高温(80℃)及び低温(−40℃)下における
弾性維持の観点から、フッ素ゴム系のものが好ましい。
【0024】かかるガスケット6は、断面略コ字状とさ
れた円筒体として形成され、その外周部分のコ字状をな
す凹部に、電池蓋3の正極端子取付け孔5の開口周縁部
分が嵌合することにより、上記電池蓋3に対して取付け
られている。
【0025】一方、正極端子7は、電池蓋3の外に設け
られる第1の金属部材8と、電解液1に浸される側に設
けられる第2の金属部材9とからなり、これらがスポッ
ト溶接されることにより構成されている。これら第1の
金属部材8と第2の金属部材9は、いずれも導電性を有
するステンレス等の如き金属材料からなる。
【0026】第1の金属部材8は、ガスケット6の外形
寸法よりも小さい平板として形成され、電池蓋3の外側
であるガスケット6の一側面に設けられている。これに
対して、第2の金属部材9は、ガスケット6の中心孔1
0に嵌合し、その先端部分が第1の金属部材8とスポッ
ト溶接される溶接部11と、ガスケット6の電解液1に
浸される側に設けられるフランジ部12とからなってい
る。このフランジ部12は、ガスケット6の外形寸法よ
りも大とされた平板として形成されている。
【0027】これら第1の金属部材8と第2の金属部材
9をスポット溶接するには、図2(a)に示すように、
電池蓋3に取付けたガスケット6の一側面に第1の金属
部材8を載せると共に、このガスケット6の中心孔10
に溶接部11を嵌合させて第2の金属部材9を配置す
る。
【0028】溶接前においては、これら第1の金属部材
8と第2の金属部材9を溶接する時にガスケット6も同
時にかしめて電解液1の漏洩を防止すべく、溶接部11
の上端面11aを第1の金属部材8が載置されるガスケ
ット6の一側面よりも低くしておく。また、この溶接部
11の上端面11aには、ガスケット6の圧縮量をコン
トロールするためのナゲットとなる突起13を設けてお
く。かかる突起13は、第1の金属部材8に設けるよう
にしてもよい。
【0029】そして、溶接機の一対の銅からなる電極1
4,15により、これら第1の金属部材8と第2の金属
部材9をその上下方向から挟み込むようにして圧力Fを
加える。ここで用いる電極14,15は、第1の金属部
材8と第2の金属部材9の外形寸法よりも大径とされる
丸棒状とされ、その第1の金属部材8と第2の金属部材
9に接触する接触面が平坦な面とされたものである。
【0030】次いで、これら電極14,15間に通電す
る。これら電極14,15間に通電する電流値として
は、例えば2KAとすることが望ましい。また、加圧力
は、50Kg前後が好ましい。本実施例では、図3に示
すような通電条件の下に溶接を行った。
【0031】その結果、突起13と接触する第1の金属
部材8の接触部分がジュール熱により加熱溶融されて点
状に圧接される。スポット溶接では、第1の金属部材8
と第2の金属部材9に対して垂直に圧着させ通電して接
合を行い、しかも平坦な面を有する電極14,15によ
る面接触とされるので、傾きを生ずることなくガスケッ
ト6を均一に圧縮することができる。
【0032】また、このときの圧縮量は、第2の金属部
材9に設けた突起13の高さによって正確にコントロー
ルされる。ガスケット6の圧縮率は、第1の金属部材8
から第2の金属部材9の溶接部11の上端面11aまで
の対向距離hを溶接前のガスケット6の高さHで割り、
これに100を乗じた値で示される。すなわち、h/H
×100(%)で示される。通常、圧縮率は20〜30
%となる。
【0033】また、このスポット溶接では、図2(b)
に示すナゲット16から発生する熱が電極14,15を
通じて速やかに逃げるため、ガスケット6を溶かすよう
な不都合は発生しない。
【0034】以上のようにして第1の金属部材8と第2
の金属部材9をスポット溶接すれば、スピンカシメとは
異なりガスケット6を全体に亘って均一に圧縮してかし
めることができ、確実な電解液1の漏洩を防止できるシ
ール効果を得ることができるうえ、ガスケット6の圧縮
率を正確に設定することができ、しかも組み立てサイク
ルを短く、小型化に対応できる。
【0035】ところで、上述の乾電池において、組み立
て作業をより一層容易なものとするために、前記したガ
スケット6を電池蓋3を挟んで上下に2分割してもよ
い。ガスケット6を、図4示すように、第1のガスケッ
ト6aと第2のガスケット6bに2分割すれば、電池蓋
3の正極端子取付け孔5に取付ける作業が容易になる。
【0036】また、これに加え、電解液1に対するシー
ル効果をより確実なものとするために、図5に示すよう
に、電解液1に浸される側に配される第2のガスケット
6bと接触する面に円環状の突起部17を形成するよう
にしてもよい。かかる突起部17が設けられる部分で
は、ガスケット6がより一層かしめられることになるた
め、電解液1に対するシール効果が確実となる。
【0037】さらに、圧縮よるガスケット6の外周方向
へのはみ出しを防止するために、図6に示すように、2
分割したそれぞれのガスケット6a,6bを外周側より
中心に向かって次第にその厚みが厚くなるようにしても
よい。これに応じて、第1の金属部材8と第2の金属部
材9にも、これらガスケット6a,6bに付けた傾斜角
度θと同じ傾斜角度θをつける。そうすることにより、
ガスケット6a,6bの外周方向へのはみ出しが防止で
きると共に、ガスケット6a,6bの面圧が高まり、シ
ール効果が増すと考えられる。
【0038】この他、図7に示すように、ガスケット6
a,6bをより強くかしめ、電解液1に対するシール効
果をより一層確実なものとするために、正極端子7を構
成する第1の金属部材8と第2の金属部材9に、それぞ
れ凸部18,19を設けるようにしてもよい。
【0039】この例では、第1の金属部材8を単に平板
形状とするのではなく、ガスケット6bの中心孔10に
臨んで第2の金属部材9とスポット溶接される溶接部2
0を有した形状とする。そして、この第1の金属部材8
のガスケット6aと接触する部分に、このガスケット6
aをより強くかしめるための凸部18を設ける。また、
この溶接部20の先端部には、ナゲットとなる突起13
を設ける。
【0040】これに対して、第2の金属部材9は、中央
に溶接部20の先端部分を臨ませる止まり孔として形成
される凹部21を有した円盤形状とする。そして、この
凹部21の底面には、ナゲット22を2つとするための
円形状をなす貫通孔23を設ける。また、第2の金属部
材9のガスケット6bと接する側には、やはり当該ガス
ケット6bをより強くかしめるための凸部19を設け
る。
【0041】このように、ガスケット6a,6bを挟ん
で上下に設けられる第1の金属部材8と第2の金属部材
9にそれぞれ凸部18,19を設けているので、この凸
部18,19が設けられる部分の圧縮力が他の部分に比
べ高くなり、当該部分のかしめ力がより一層高まる。そ
の結果、電解液1に対するシール効果がより一層確実な
ものとなる。
【0042】なお、図7では、局所的に圧縮部分を作り
出す凸部18,19を第1の金属部材8と第2の金属部
材9に形成したが、これら凸部18,19を形成しなく
ても電解液1に対するシール効果をより確実なものとす
ることができる。すなわち、図8に示すように、スポッ
ト溶接した後に、第1の金属部材8と第2の金属部材9
をプレスによってかしめる。ここでは、第1の金属部材
8と第2の金属部材9の外周縁部をかしめることによ
り、電解液1に対するシールド効果を確実なものとして
いる。
【0043】この図8に示す第2の金属部材9は図4と
ほぼ同じ形状であるが、第1の金属部材8の形状のみを
変えている。第1の金属部材8は、単なる平板形状では
なく、中央に溶接部11の先端部分を臨ませる止まり孔
として形成される凹部24を有した円盤形状としてい
る。また、この凹部24の底面には、ナゲット16を2
つとするための円形状をなす貫通孔25を設けている。
【0044】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る乾電池においては、第1の金属部材と第2の金
属部材の2部品から構成した正極端子をガスケットを介
して電池蓋にスポット溶接により固定しているので、電
極による圧力が均一にガスケットに加わり、当該ガスケ
ットを全周に亘って均一に圧縮してかしめることがで
き、電解液に対するシールを確実なものとなすことがで
きる。
【0045】また、本発明では、第1の金属部材と第2
の金属部材の相対向する面のいずれか一方にナゲットと
なる突起を設けているので、ガスケットの圧縮量を正確
にコントロールすることができる。また、これに加え、
電解液に浸される第2の金属部材のガスケットと接する
面に円環状の突起部を設けているので、スポット溶接し
たときに、この突起部と対向するガスケット部分の圧縮
力が高まり、電解液に対するシールがより一層確実なも
のとなる。
【0046】さらに、ガスケットを外周側より中心に向
かって次第にその厚みを厚くしているので、スポット溶
接したときに、当該ガスケットが外周側へ向かってはみ
出すことが抑制され、クリープによる機械的強度の低下
を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した乾電池の断面図である。
【図2】本発明を適用した乾電池の電極部分を拡大して
示すもので、(a)は溶接前の断面図、(b)は溶接後
の断面図である。
【図3】本発明を適用した乾電池の電極部分を溶接する
ときの通電条件を示す特性図である。
【図4】ガスケットを2分割した乾電池の電極部分を拡
大して示すもので、(a)は溶接前の断面図、(b)は
溶接後の断面図である。
【図5】第2の金属部材に円環状の突起部を設けた乾電
池の電極部分を拡大して示すもので、(a)は溶接前の
断面図、(b)は溶接後の断面図である。
【図6】ガスケットにテーパを設けた乾電池の電極部分
を拡大して示すもので、(a)は溶接前の断面図、
(b)は溶接後の断面図である。
【図7】第1の金属部材と第2の金属部材にそれぞれ局
所的に圧縮部分を生じさせる凸部を形成した例を示すも
ので、(a)は溶接前の断面図、(b)は溶接後の断面
図である。
【図8】溶接後プレスによってガスケットをかしめた状
態を示すもので、(a)は溶接前の断面図、(b)は溶
接後の断面図、(c)はプレスかしめ後の断面図であ
る。
【図9】スピンカシメ方式による正極電極の取付け方法
を示す断面図である。
【符号の説明】
1 電解液 2 電池缶 3 電池蓋 6,6a,6b ガスケット 7 正極端子 8 第1の金属部材 9 第2の金属部材 8 貫通孔 11 溶接部 12 フランジ部 13 突起 16,22 ナゲット 17 突起部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 修一 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解液が満たされる電池缶と、この電池
    缶に固定される電池蓋とを備え、該電池蓋にガスケット
    を介して正極端子が取付けられてなる乾電池において、 正極端子が第1の金属部材と第2の金属部材からなり、
    これら第1の金属部材と第2の金属部材がスポット溶接
    されていることを特徴とする乾電池。
  2. 【請求項2】 第1の金属部材と第2の金属部材の相対
    向する面のいずれか一方にナゲットとなる突起が設けら
    れていることを特徴とする請求項1記載の乾電池。
  3. 【請求項3】 電解液に浸される側に設けられる第2の
    金属部材のガスケットと接する面に円環状の突起部が形
    成されていることを特徴とする請求項2記載の乾電池。
  4. 【請求項4】 ガスケットが電池蓋を挟んで2分割され
    ていることを特徴とする請求項2記載の乾電池。
  5. 【請求項5】 ガスケットが外周側より中心に向かって
    次第にその厚みが厚くなされていることを特徴とする請
    求項2記載の乾電池。
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