JPH08250150A - 蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケース内での蓄電部の移動を規制して、振動
の激しい場所でも用いることのできる高い耐振性を有し
た蓄電池を提供することを目的とする。 【構成】 蓄電池１１の陽極端子１３と蓄電部１５の上
側外周端縁部１５ａとの間に、環状の絶縁リング２４を
介装させ、この絶縁リング２４の下面の外周部に形成し
たクサビ部２４ａを、ケース１２の内周面と蓄電部１５
の上側外周端縁部１５ａとの間に嵌入させた。さらに、
蓄電部１５の下側外周端縁部１５ｂとケース１２の環状
凹部１２ｂとの間には、テーパ部２５ａを備えた保護リ
ング２５を介装させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば振動の激しい場
所で用いられるニッケル・カドミウム電池等に適用する
のに好適な蓄電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３に示すように、従来の円筒密閉型
の、例えばニッケル・カドミウム電池等の蓄電池１は、
円筒状のケース２の上方側に陽極端子３が設けられ、下
方側に陰極端子４が設けられ、ケース２内に蓄電部５
と、蓄電部５から集電する集電体６とが収納されて概略
構成されている。蓄電部４は、短冊状の陽極板７と陰極
板８と、これら陽極板７，陰極板８を絶縁するセパレー
タ９とが上記ケース２の軸線回りに捲回され、これによ
って、外形略円柱状をなしている。このような蓄電部４
において、陽極板７は、セパレータ９に対してその上端
縁部が陽極端子３側に張り出すよう配置されている。一
方、陰極板８は、セパレータ９に対して、その下端縁部
が陰極端子４側に張り出すよう配置されている。

【０００３】上記集電体６は、例えば金属板等の導電体
が折り曲げられて形成されており、上記陽極端子３と陽
極板７との間に介装されることによって、これらを互い
に離間する方向に付勢している。これにより、集電体６
を介して、陽極端子３と陽極板７とが接触するととも
に、陰極板８が陰極端子４に押しつけられるようになっ
ている。

【０００４】従来、このような構成からなる蓄電池１に
は、蓄電部５の上端側の端縁部と上記陽極端子３との間
に、環状の絶縁リング１０が介装されており、この絶縁
リング１０と、上記集電体６の付勢力とによって、蓄電
部５がケース２内で軸線に沿った方向に移動するのを規
制しており、これによって、蓄電池１の耐振性を確保す
るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の蓄電池には、以下のような問題が存在す
る。すなわち、通常、蓄電池１の蓄電部５は、製造時に
ケース２内に挿入するために、このケース２の内径より
もその外径が小さく設定されており、したがって、当
然、ケース２の内周面と蓄電部５の外周面との間には、
間隙ｔが生じている。このため、この蓄電池１を、振動
の激しい場所、例えば補助動力付き自転車のバッテリー
等に用いると、集電板６や絶縁リング１０ではケース２
内での蓄電部５の振動を抑さえきれずに、蓄電部５が径
方向に移動してしまう。この結果、各部の接触不良や、
集電板６の折損を招くという問題があり、より耐振性の
高い蓄電池の開発が望まれていた。

【０００６】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、ケース内での蓄電部の移動を規制して、振
動の激しい場所でも用いることのできる高い耐振性を有
する蓄電池を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の蓄電池
は、外形略円筒状で、その軸線方向一端側に陽極端子が
設けられ、他端側に陰極端子が設けられたケース内に、
蓄電部とこの蓄電部から集電するための集電体とが収納
されて、上記蓄電部が、上記陽極端子側に張り出した陽
極板と、上記陰極端子側に張り出した陰極板と、これら
を互いに絶縁するセパレータとが上記ケースの軸線回り
に捲回された構成とされ、上記ケースと上記蓄電部との
間に、この蓄電部の軸線方向および径方向への移動を規
制する固定部材が設けられていることを特徴としてい
る。

【０００８】請求項２に記載の蓄電池は、請求項１記載
の蓄電池において、前記固定部材として、環状で前記ケ
ースの軸線方向に突出するクサビ部を有する絶縁体から
なる絶縁リングを、前記陽極端子または陰極端子のいず
れか一方と前記蓄電部との間に介装し、かつ上記クサビ
部を上記ケースの内周面と上記蓄電部の外周端縁部との
間に嵌入させたことを特徴としている。

【０００９】請求項３に記載の蓄電池は、請求項２記載
の蓄電池において、前記陽極端子または陰極端子のいず
れか他方と前記蓄電部との間に、環状の保護リングが第
二の固定部材として介装されていることを特徴としてい
る。

【００１０】請求項４に記載の蓄電池は、請求項１記載
の蓄電池において、前記固定部材が、前記蓄電部の外周
面と前記ケースの内周面との間に充填された膨張性材料
または発泡性材料から形成されていることを特徴として
いる。

【００１１】

【作用】請求項１記載の蓄電池では、蓄電池を、陽極端
子と陰極端子とを備えた外形略円筒状のケース内に蓄電
部と集電体とを収納し、蓄電部を、陽極端子側に張り出
す陽極板と、陰極端子側に張り出す陰極板と、これらを
互いに絶縁するセパレータとをケースの軸線回りに捲回
した構成とし、かつケースと蓄電部との間に、蓄電部の
軸線方向および径方向への移動を規制する固定部材を設
ける構成とした。このようにして、固定部材で蓄電部の
移動を軸線方向だけでなく径方向にも規制することによ
って、ケース内で蓄電部が振動するのを抑さえることが
できる。

【００１２】請求項２記載の蓄電池では、固定部材とし
て、環状でケースの軸線方向に突出するクサビ部を有す
る絶縁リングを、陽極端子または陰極端子のいずれか一
方と蓄電部との間に介装して、そのクサビ部を、ケース
の内周面と蓄電部の外周端縁部との間に嵌入する構成と
し、このようにして、絶縁リングのクサビ部をケースと
蓄電部との間に嵌入させることによって、蓄電部のケー
ス内での移動を軸方向だけでなく径方向にも規制するこ
とができる。

【００１３】請求項３記載の蓄電池では、陽極端子また
は陰極端子のいずれか他方と蓄電部との間に第二の固定
部材として保護リングを介装させる構成としているの
で、蓄電部の軸線方向両側に、上記絶縁リングと保護リ
ングとが介装されたことになり、蓄電部をその両端部で
固定して、ケース内での移動を軸方向だけでなく径方向
にも確実に規制することができる。

【００１４】請求項４記載の蓄電池では、蓄電部の外周
面と上記ケースの内周面との間に充填した膨張性材料ま
たは発泡性材料から固定部材を形成する構成としている
ので、固定部材によって、蓄電部がケース内でその径方
向に移動するのを抑さえることができる。しかも、蓄電
池の製造時には、ケース内に蓄電部を挿入した後に、上
記膨張性材料または発泡性材料を例えば加熱等の手段で
膨張または発泡させればよいので、蓄電部の挿入作業を
容易に行うことができる。

【００１５】

【実施例】

Ａ．第１実施例 以下、本発明の第１実施例を図１を参照して説明する。
まず、蓄電部をケース内で固定する固定部材として、例
えば、クサビ部を備えた絶縁リングを用いた例について
説明する。図１に示すように、例えばニッケル・カドミ
ウム電池等の蓄電池１１は、円筒密閉型で、金属製で有
底円筒状のケース１２と、ケース１２の一端側に設けら
れた陽極端子１３と、ケース１２の他端側に設けられた
陰極端子１４と、ケース１２内に収納された蓄電部１５
と、ケース１２内に所定量充填された図示しないアルカ
リ電解液とから概略構成されている。

【００１６】陽極端子１３は、ケース１２の上端開口部
を塞ぐ円盤状の上蓋１６の上面に一体に設けられてお
り、その中心部には凸部１３ａが形成されている。上蓋
１６の中心部には図示しない開口部が形成されるととも
に、上記陽極端子１３の凸部１３ａ内には、ケース１２
内の内圧が高まったときに、上記開口部を開閉してケー
ス１２内のガスを抜くための図示しない安全弁が設けら
れている。そして、上蓋１６の外周端縁部と、ケース１
２の上端縁部との間には、ケース１２と上蓋１６すなわ
ち陽極端子１３とを絶縁し、かつ気密に密封するための
例えばゴム製のガスケット１７が嵌め込まれている。

【００１７】一方、陰極端子１４はケース１２と一体に
形成されており、ケース１２の底部１２ａがすなわち陰
極端子１４とされた構成となっている。また、ケース１
２の底部１２ａの外周縁部は、下方に突出するよう形成
されており、その内周面には環状凹部１２ｂが形成され
ている。このような構成により、蓄電池１１では、陽極
端子１３および上蓋１６が陽極側、陰極端子１４および
ケース１２全体が陰極側となっている。

【００１８】ケース１２内に収納された蓄電部１５は、
それぞれ短冊状の、ニッケル酸化物を主活物質とした陽
極板２０と、カドミウム化合物を主活物質とした陰極板
２１と、薄い不織布等の絶縁物質からなるセパレータ２
２とから構成されている。そして、この蓄電部１５は、
陽極板２０，陰極板２１，セパレータ２２が、陽極板２
０，セパレータ２２，陰極板２１，セパレータ２２の順
で重ね合わされた状態で、外形円柱状をなすよう渦巻き
状に巻回されている。このとき、蓄電部１５の軸線方向
に沿って、陽極板２０はその上端縁部をセパレータ２２
よりも陽極端子１３側に張り出し、かつ陰極板２１はそ
の下端縁部をセパレータ２２よりも陰極端子１３側に張
り出した状態で、互いに重ね合わされている。これによ
り、蓄電部１５は、陽極板２０の上端縁部が平面視渦巻
き状に陽極端子１３側に突出し、陰極板２１の下端縁部
が平面視渦巻き状に陰極端子１４側に突出している。

【００１９】この蓄電部１５と、陽極端子１３との間に
は、金属板を略Ｊ字状に折り曲げて形成した集電体２３
が、蓄電部１５と陽極端子１３とを互いに離間させる方
向に付勢するように介装されている。この集電体２３と
蓄電部１５の陽極板２０との接触によって、陽極板２０
と陽極端子１３とが導通されるようになっている。ま
た、集電体２３の付勢力により蓄電部１５が下方に押し
下げられ、これによって蓄電部１５の陰極板２１と陰極
端子１４とが直接接触して導通するようになっている。

【００２０】このような蓄電部１５の上側外周端縁部１
５ａと、上記ガスケット１７との間には、環状で、例え
ばゴム等の絶縁体からなる絶縁リング（固定部材）２４
が介装されている。絶縁リング２４は、断面視略五角形
で、その下面の外周側には、漸次幅寸法が減少するクサ
ビ部２４ａが一体に形成されている。そして、このクサ
ビ部２４ａは、蓄電部１５の上側外周端縁部１５ａと、
ケース１２の内周面との間に嵌入されている。

【００２１】一方、蓄電部１５の下側外周端縁部１５ｂ
と、ケース１２の環状凹部１２ｂとの間には、環状の保
護リング（第二の固定部材）２５が介装されている。こ
の保護リング２５には、上側の内周端縁部にテーパ部２
５ａが形成されている。

【００２２】上述したように、蓄電池１１では、ケース
１２と蓄電部１５の上側外周端縁部１５ａとの間に、環
状の絶縁リング２４を介装させ、この絶縁リング２４の
下面に形成したクサビ部２４ａを、ケース１２と蓄電部
１５の上側外周端縁部１５ａとの間に嵌入させる構成と
した。この絶縁リング２４によって、蓄電部１５の上端
側が径方向内側に押圧されるので、これによって蓄電部
１５の移動が軸線方向だけでなく径方向にも規制され、
ケース１２内での振動を抑さえることができる。したが
って蓄電池１１の各部の接触不良の発生や集電体２３の
折損を防止して、蓄電池１１の耐振性を高めることがで
き、これを、例えば補助動力付き自転車のバッテリー
等、振動の激しい場所に何ら支障なく用いることができ
る。

【００２３】しかも、絶縁リング２４は、従来の絶縁リ
ング１０（図１参照）の下面にクサビ部２４ａを一体に
形成するという単純な構成であるため、製造コストの増
加を最小限に抑えることが可能である。

【００２４】また、蓄電部１５の下側外周端縁部１５ｂ
とケース１２の環状凹部１２ｂとの間には、テーパ部２
５ａを備えた保護リング２５を介装させる構成としてい
るので、蓄電部１５が上端側だけでなく下端側において
も径方向内側に押圧され、軸線方向および径方向への移
動が規制されることになり、蓄電池１１の耐振性をより
一層向上させることができる。

【００２５】さらに、ケース１２に環状凹部１２ｂが形
成されているので、蓄電池１１の製造時には、保護リン
グ２５を環状凹部１２ｂに嵌め込むことによりこれを容
易にケース１２内で位置決めすることが可能となり、蓄
電池１１の組立性を向上させることができる。

【００２６】なお、上記第１実施例において、蓄電池１
１の蓄電部１５の上側に絶縁リング２４を配し、下側に
保護リング２５を配する構成としたが、これを絶縁リン
グ２４のみとしてもよく、さらにはこれを蓄電部１５の
下側に配置する構成としてもよい。このような構成であ
っても、従来に比較して、十分に蓄電池１１の耐振性を
向上させることが可能である。

【００２７】Ｂ．第２実施例］ 次に、蓄電部をケース内で固定する固定部材として、例
えば、膨張性材料または発泡性材料を用いる場合の実施
例を用いて説明する。なお、以下の説明において、第２
実施例で示す蓄電池の構成のうち、上記第１実施例で示
した蓄電池１１（図１参照）と共通する構成について
は、同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２８】図２に示すように、例えばニッケル・カド
ミウム電池等の蓄電池３１は、有底円筒状のケース３２
と、陽極端子１３と、陰極端子１４と、ケース１２内に
収納された蓄電部１５とから概略構成され、蓄電部１５
と陽極端子１３との間には集電体２３が介装されてい
る。

【００２９】蓄電部１５の上側外周端縁部１５ａと、陽
極端子１３との間には、環状で断面視略矩形の例えばゴ
ム等の絶縁体からなる絶縁リング（固定部材）３３が介
装されている。

【００３０】また、蓄電部１５の外周面と、ケース３２
の内周面との間には、全周にわたって、例えばブテンガ
スを封止した塩化ビニビデン複合体のマイクロバルーン
シート等の膨張性材料、または発泡性材料、あるいは形
状記憶樹脂からなる固定部材３４が、膨張または発泡し
た状態で充填されている。

【００３１】このような構成の蓄電池３１を製造するに
は、予め、固定部材３４を形成する膨張性材料または発
泡性材料を、ケース３２の内周面に塗布、または貼り付
ける等して配設しておく。あるいは、そのような材料を
蓄電部１５に巻き付けておいても良い。そして、ケース
３２に蓄電部１５を挿入して組み込んだ後に、例えば加
熱、超音波による加振、電子線照射等、所要の膨張手段
または発泡手段で、上記材料を膨張または発泡させるこ
とによって固定部材３４を形成する。また、固定部材３
４として形状記憶樹脂を用いる場合には、形状記憶樹脂
を、常温で平坦な板であって熱を加えると波状をなすよ
うに構成し、平坦な状態でこれを蓄電部１５に巻き付け
てケース３２に挿入した後に、加熱して波状にする。

【００３２】上述した蓄電池３１は、蓄電部１５の上側
外周端縁部１５ａと陽極端子１３との間に、環状の絶縁
リング３３を介装させ、さらに蓄電部１５の外周面とケ
ース３２の内周面との間に、膨張性材料または発泡性材
料からなる固定部材３４を充填する構成とした。このよ
うにして、蓄電部１５が、絶縁リング３３によってケー
ス３２の軸線方向への移動が規制され、固定部材３４に
よって径方向への移動が規制されるようになっているの
で、ケース３２内で蓄電部１５が振動するのを抑制する
ことができる。したがって、上記第一実施例の蓄電池１
１（図１参照）と同様に、蓄電池３１の各部の接触不良
の発生や集電体２３の折損を防止して、蓄電池３１の耐
振性を高めることが可能となる。

【００３３】特に、固定部材３４は蓄電部１５を全周に
わたって固定する構成としているので、蓄電部１５を確
実に固定することができ、蓄電池３１の耐振性は非常に
高いものとなる。この結果、この蓄電池３１を、例えば
補助動力付き自転車のバッテリー等、振動の激しい場所
に何ら支障なく用いることができる。

【００３４】しかも、蓄電池３１の製造に際しては、ケ
ース３２内に蓄電部１５を挿入した後に、上記膨張性材
料または発泡性材料からなる固定部材３４を膨張または
発泡させるので、蓄電部１５の挿入作業は何ら妨げられ
ることがないので、組立作業が煩雑化することもない。

【００３５】なお、上記第１および第２実施例におい
て、蓄電池１１，３１については、絶縁リング２４，３
３、保護リング２５、固定部材３４以外の各部の構成に
ついては、何ら限定するものではなく、いかなる形式の
蓄電池であっても、上記構成を適用することによって同
様の効果を奏することが可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
蓄電池によれば、固定部材で蓄電部の移動を軸線方向だ
けでなく径方向にも規制することによって、ケース内で
蓄電部が振動するのを抑さえることができる。したがっ
て、各部の接触不良の発生や集電体の折損等を防止し
て、この蓄電池を、例えば補助動力付き自転車のバッテ
リー等、振動の激しい場所にも何ら支障なく用いること
ができる。

【００３７】請求項２に記載の蓄電池によれば、固定部
材として、環状でクサビ部を有する絶縁リングを、陽極
端子または陰極端子のいずれか一方と蓄電部との間に介
装し、そのクサビ部を、ケースの内周面と蓄電部の外周
端縁部との間に嵌入する構成としているので、絶縁リン
グによって、蓄電部をケース内において軸線方向および
径方向に移動しないよう固定することができ、請求項１
のものと同等の効果を得ることができる。しかも、従来
から備えられている絶縁リングの下面にクサビ部を形成
するのみでよいので、低コストでこれを実現することが
可能である。

【００３８】請求項３に記載の蓄電池によれば、蓄電部
の軸線方向両側に、前記絶縁リングと保護リングとが介
装されているので、蓄電部の軸線方向への振動を確実に
抑さえることができる。また、請求項４に記載の蓄電池
によれば、蓄電部の外周面と前記ケースの内周面との間
に充填した膨張性材料または発泡性材料から固定部材を
形成する構成としているので、固定部材によって、蓄電
部のケース内での径方向への移動を規制することができ
る。しかも、蓄電池の製造時には、ケース内に蓄電部を
挿入した後に、膨張性材料または発泡性材料を、例えば
加熱、超音波による加振、電子線照射等の所要の手段に
よって膨張または発泡させて固定部材を形成すればよい
から、蓄電部の挿入作業を容易に行うことができ、組立
作業が煩雑化することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の蓄電池のを示す図であっ
て、この蓄電池の軸線に沿った正断面図である。

【図２】本発明の第２実施例の蓄電池例を示す図であっ
て、その軸線に沿った正断面図である。

【図３】従来の蓄電池の一例を示す図であって、その軸
線に沿った正断面図である。

【符号の説明】

１１，３１ 蓄電池 １２，３２ ケース １３ 陽極端子 １４ 陰極端子 １５ 蓄電部 ２０ 陽極板 ２１ 陰極板 ２２ セパレータ ２４，３３ 絶縁リング（固定部材） ２４ａ クサビ部 ２５ 保護リング（第二の固定部材） ３４ 固定部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外形略円筒状で、その軸線方向一端側に
   陽極端子が設けられ、他端側に陰極端子が設けられたケ
   ース内に、蓄電部とこの蓄電部から集電するための集電
   体とが収納され、上記蓄電部は、上記陽極端子側に張り
   出した陽極板と、上記陰極端子側に張り出した陰極板
   と、これらを互いに絶縁するセパレータとが上記ケース
   の軸線回りに捲回された構成とされ、上記ケースと上記
   蓄電部との間に、この蓄電部の軸線方向および径方向へ
   の移動を規制する固定部材が設けられていることを特徴
   とする蓄電池。
2. 【請求項２】 前記固定部材として、環状で前記ケース
   の軸線方向に突出するクサビ部を有する絶縁体からなる
   絶縁リングを、前記陽極端子または陰極端子のいずれか
   一方と前記蓄電部との間に介装し、かつ上記クサビ部を
   上記ケースの内周面と上記蓄電部の外周端縁部との間に
   嵌入させたことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。
3. 【請求項３】 前記陽極端子または陰極端子のいずれか
   他方と前記蓄電部との間に、環状の保護リングが第二の
   固定部材として介装されていることを特徴とする請求項
   ２に記載の蓄電池。
4. 【請求項４】 前記固定部材は、前記蓄電部の外周面と
   前記ケースの内周面との間に充填された膨張性材料また
   は発泡性材料から形成されていることを特徴とする請求
   項１記載の蓄電池。