JPWO2002103821A1 - 集合電池 - Google Patents

Abstract

複数個の素電池と、前記素電池を収納する外装容器と、前記外装容器の上部開口部を封口する端子板と、前記端子板の同一面上に設けられた正の出力端子および負の出力端子とを具備する集合電池をより安全に使用することを可能とすべく、負の出力端子の少なくとも側面を電気絶縁性の保護筒で覆う。

Description

技術分野
本発明は、正および負の出力端子を同一面上に近接して設けた端子板を備えた集合電池に関する。
背景技術
近年、包装電池の形態として、電池本体を熱収縮性フィルムで包装して得られるシュリンク包装体から、プラスチックシートにくぼみを作りそのくぼみに電池本体を収納し、くぼみの開口部をシールして得られるブリスタ包装体への移行が進んでいる。ブリスタ包装体では、シュリンク包装されていない電池がブリスターパック内に収納される。
ここで、集合電池の一例として、アルカリ乾電池６ＬＲ６１の概略縦断面図を図１１に、分解斜視図を図１２にそれぞれ示す。
アルカリ乾電池６ＬＲ６１を構成する素電池群は、３個の素電池を含む第一の素電池列１２ａ（封口部上向き）と３個の素電池を含む第二の素電池列１２ｂ（封口部下向き）とが直列に接続される。
素電池はアルカリ乾電池であり、有底円筒形の鋼製電池ケースに発電要素を収容して構成され、電池ケースの開口部は、負極集電子を有するナイロン製ガスケットおよび負極端子板により封口されている。素電池は、上下の端子部を除いて熱収縮性樹脂チューブにより被覆されている。前記素電池群は外装缶２４内に収容される。
素電池群の上部には、各素電池の頂部の端子部に対応する部分に透孔が設けられ、それらの透孔の下側部分には、第一の素電池列１２ａの素電池と第二の素電池列１２ｂの素電池とを直列に接続するために、２個のリード片１９を貼り付けた絶縁紙１７が、上部連絡板として配置される。２個のリード片１９は、絶縁紙１７の透孔の部分で素電池の端子部にスポット溶接される。
前記素電池群の下部には、各素電池の底部の端子部に対応する部分に透孔を有し、それらの透孔の上側部分に第一の素電池列１２ａの素電池と第二の素電池列１２ｂの素電池とを直列に接続するための３個のリード片２０を貼り付けた絶縁紙１８が、下部連絡板として配置される。３個のリード片２０は絶縁紙１８の透孔の部分で素電池の端子部にスポット溶接される。下部連絡板である絶縁紙１８の下側には、スペーサ１６が配される。
正の出力端子１４および負の出力端子１５を設けた合成樹脂製の端子板１３の下面には、絶縁紙２１、正極リード片２２および負極リード片（図示せず）がリベットにより取り付けられる。出力端子とリード片とはそれぞれリベットにより連結される。
端子板１３の正の出力端子１４に連結されたリード片２２の端部は、絶縁紙２１の透孔付近において、第二の素電池列１２ｂの素電池の正極端子（図１２の右側）に接続される。また、負の出力端子１５に連結されたリード片は、同様に絶縁紙２１の透孔付近において、第一の素電池列１２ａの素電池の負極端子（図１２の左端）に接続される。このようにして、６個の素電池は直列に接続され、正の出力端子１４および負の出力端子１５から出力を取り出すことができる。
また、上記以外に複数の素電池を積層して得られる積層乾電池の一例として、積層乾電池００６Ｐの概略縦断面図を図１３に示す。６個の素電池３５を積層して得られる積層体は外装缶３８に収容される。素電池３５は、例えば、亜鉛板および前記亜鉛板の下面に設けられた炭素皮膜で構成される結合極板３２、結合極板３２に対向する面に糊料を塗布した紙製の皿上セパレータ３３、正極合剤成形体３１およびこれらを被覆する熱収縮性チューブ３４からなる。
積層体は、ワックスおよび熱収縮性チューブ３７により被覆される。そして、熱収縮性チューブ３７を熱収縮させ、熱収縮チューブ３７の上端の縁および下端の縁を、それぞれ積層体の上の周縁部および下の周縁部に密着させる。
端子板３９に設けられた正の出力端子４１を正極リード板４２に接続し、正極リード板４２を正極集電板３６に接続する。また、負極リード板４３は、積層体の最下部における素電池の結合極板と、端子板３９に設けられた負の出力端子４４とに接続する。
アルカリ乾電池６ＬＲ６１やマンガン乾電池６Ｆ２２などの集合電池は、正および負の出力端子を同一面上に近接して設けた端子板を備えている。このような集合電池においては正および負の出力端子が近接しているため、ブリスターパックより取り出してポケットなどに入れると、ポケット内でコインや金属チェーンなどを介して端子間が導通する外部ショートを発生しやすい。このため、個々の集合電池をシュリンク包装せずに、出力端子間の外部ショートを防止する措置が望まれている。
従来から、集合電池の外部ショートを防止し、さらには未使用状態（いわゆるバージン性）を識別できるように、種々の方法が考案されている。例えば、実開昭５２−７２０２９号公報には、熱可塑性合成樹脂で構成された断面Ｌ字状の絶縁リングと、これと一体成形された架橋状の帯状部とを具備する正極端子面用封止具が開示されている。しかし、この封止具は複雑な構造を有し、一体成形工程そのものが煩雑であるだけでなく、正極端子面への取り付けも比較的困難であるという問題がある。そして、負極端子面には適用できない。
また、実開昭５４−４８９３４号公報には、紙などの絶縁性薄板の中心部の周辺に小さな孔を設け、中心部以外の部分に接着剤を塗布して得られる乾電池用の新旧区分板が開示されている。また、特開昭５８−１６９７６８号公報には、帯状のテープ本体の一方の面に粘着剤を塗布し、この粘着面の中央部に沿って帯状フィルムを接着し、切り込みにより、上記フィルムがテープの一部をはがせるように形成した乾電池用封印テープが開示されている。しかし、ここではいわゆる粘着性の接着剤を用いる必要があり、前記封印テープは正極端子面および負極端子面のいずれにも適用が可能であるが、貼り付けの作業性が煩雑であるという問題がある。
また、上記の封止具などは、いずれも正極端子および負極端子をそれぞれ上部および下部に有する円筒形電池に適用されるもので、正および負の出力端子を同一面上に近接して設けた端子板を備える集合電池にそのまま適用できるものでもない。
そこで、本発明は、出力端子を覆う絶縁材で構成された保護筒を有する集合電池であって、接着剤を用いたり前記保護筒を複雑な形状に加工したりする必要なく、前記保護筒で正の出力端子および負の出力端子の間を簡便に電気的に遮断することができ、集合電池の使用の際に前記保護筒を取り外す必要がなく、また、前記保護筒を容易に取り外すことも可能な集合電池を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、複数個の素電池と、前記素電池を収納する外装容器と、前記外装容器の上部開口部を封口する端子板と、前記端子板の同一面上に設けられた正の出力端子および負の出力端子と、前記負の出力端子の少なくとも側面を覆う電気絶縁性の保護筒とを具備する集合電池に関する。
前記保護筒が前記負の出力端子の最上端まで延びているのが好ましい。
また、前記保護筒が前記負の出力端子の最上端より上まで延びているのが好ましい。
また、前記保護筒が軸方向に収縮し得るのが好ましい。
また、前記保護筒が径方向に拡張し得るのが好ましい。
また、前記保護筒が上端から下端まで伸びる一筋の切断部を有するのが好ましい。
前記保護筒が弾性を有する絶縁材料で構成されているのが好ましい。
前記保護筒が弾性を有する絶縁性材料および非弾性の絶縁性材料で構成されているのが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、複数個の素電池と、前記素電池を収納する外装容器と、前記外装容器の上部開口部を封口する端子板と、前記端子板の同一面上に設けられた正の出力端子および負の出力端子と、前記負の出力端子の少なくとも側面を覆う電気絶縁性の保護筒とを具備する集合電池に関する。
実施の形態１
図１は、従来からの集合電池の端子板付近を部分的に表す斜視図を示す。図１に示すように、端子板３には、円筒状の負の出力端子１および正の出力端子２が設けられている。特に、当該集合電池を使用する機器側の端子と接続するために、負の出力端子１の上部先端は外側に開いて鍔状部分４を形成しており、また、スリット５が設けられている。
しかし、負の出力端子１と正の出力端子２との間を確実に電気的に遮断するものがないため、上述のように、例えばポケット内でコインや金属チェーンなどを介して端子間が導通する外部ショートを発生する可能性がある。
これに対し、本発明の集合電池においては、図２に示すように、円筒状の絶縁体からなる保護筒６が負の出力端子１の周囲に装着されており、接着剤を用いたり絶縁材を複雑な形状に加工したりすることなく、簡便な方法で出力端子間を遮断することができる。このとき、保護筒６は、図２に示すように、負の出力端子１の上端面の上まで伸びているのが好ましい。なお、図２は、本発明の負の出力端子１の周囲に保護筒６を配した集合電池の端子板付近の斜視図である。
つぎに、図３に、図２における負の出力端子１のＸ−Ｘ線部分断面図を示す。図３に示すように、本発明の集合電池の負の出力端子１の側面は、前記負の出力端子の鍔状部分４の上部、すなわち上端面の上までが保護筒６で覆われている。このような態様によれば、正および負の出力端子間の電気的遮断が確実に達成されるとともに、鍔状部分４の上端面によって短絡が生じることも防止することができる。
この場合、保護筒６によって、負の出力端子１に正の出力端子を接続しにくいとも考えられるが、保護筒６が軸方向に収縮し得るものであれば、特に問題はない。また、保護筒６が径方向に拡張し得るものである場合には、図４に示すように、保護筒６が径方向に広がり、正の出力端子と適切に接続し得る。
また、正および負の出力端子間の電気的遮断を確実なものとするためには、図５に示すように、鍔状部分４の下において、負の出力端子１の側面のみを保護筒６で覆ってもよい。
この場合も、鍔状部分４が存在することにより、絶縁体６は負の出力端子１から外れにくいという効果が得られる。また、本発明の集合電池によれば、負の出力端子１の側面のみに保護筒６が配置されるため、電池の使用前後において、保護筒６を取り外したり取り付けたりする必要がないという効果を奏する。もちろん、保護筒６は取り外すことも可能である。
図２〜５からも明らかなように、本発明において用いる保護筒６の形状は、負の出力端子１の側面を覆うことができればどのような形状でもよいが、負の出力端子の形状および製造工程などを考慮すると、Ｏリング状、Ｃリング状または円筒状であるのが好ましい。なお、Ｃリングとは、横断面がＣ字状のＯリングまたは筒をいう。換言すると、保護筒の上端から下端まで続く一筋の切断部を形成すればよい。特に、横断面がＣリング状の保護筒を用いることにより、保護筒の脱着が容易になるという効果が得られる。
この保護筒６は、通常の集合電池を作製した後でも容易に装着し得るように、弾性を有する絶縁材料から構成されるのが好ましい。さらに、耐熱性および耐候性を有する絶縁材料を用いるのが好ましい。
ここで、負の出力端子１および正の出力端子２は、例えばニッケルメッキ銅板で構成される。特に、負の出力端子１を構成する前記鋼板の厚みは０．２５〜０．３ｍｍであるのが好ましい。また、負の出力端子１の鍔状部分４の寸法（図３のＸ）は工業規格にしたがって０．７５ｍｍ程度であり、保護筒６の厚さは０．５〜１．５ｍｍであるのが好ましくさらに１．０ｍｍ程度であるのが好ましい。
実施の形態２
さらに、実施の形態１と異なる形状を有する負の出力端子を具備する集合電池に本発明を適用する場合について説明する。
本発明に係る集合電池は、複数の素電池を収納した外装容器、ならびに正および負の出力端子を同一面上に近接して設けた端子板を具備し、図６に示すように、前記負の出力端子１５の側面が電気絶縁性の保護筒２５で覆われている。このような構成により、正および負の出力端子間で起こる外部ショートを防止することができる。
出力端子間の電気的遮断を確実にするためには、負の出力端子の側面のみを覆うだけでなく、さらに前記保護筒が負の出力端子の上端面よりも上に延びていることが好ましい。しかし、この場合、電池の使用前後において、前記保護筒を取り外したり取り付けたりする必要が生じると考えられる。
そこで、負の出力端子の側面を覆う電気絶縁性の保護筒を負の出力端子の上端よりもさらに上に延ばし、出力端子間における電気的遮断を確実にするとともに、前記保護筒の少なくとも軸方向の一部を弾性体とすることにより、前記保護筒を装着した状態で集合電池を使用することができる。
この場合の集合電池の端子板付近の概略縦断面図を図７に示す。端子板１３上の負の出力端子１５の周囲に配された電気絶縁性の保護筒２６は、全体が弾性を有する絶縁材料から構成され、負の出力端子１５の上端より上に延びている。
このように、電気絶縁性の保護筒２６は、負の出力端子１５の側面を覆うだけでなく、その上端よりもさらに上に延びていることにより、正および負の出力端子間を電気的に確実に遮断する。
また、電気絶縁性の保護筒２６は全体が弾性を有する絶縁材料で構成されるため、電池使用時には、前記保護筒２６を軸方向に圧縮することにより収縮させることができ、負の出力端子１５が露出する。このため、前記保護筒２６を装着した状態で集合電池を使用することができ、集合電池の使用前後で、前記保護筒２６を取り外したり取り付けたりする必要がない。
また、別の保護筒を有する集合電池の端子板付近の概略縦断面図を図８に示す。端子板１３上の負の出力端子１５の周囲に配された電気絶縁性の保護筒２７は、端子板１３上の弾性を有する絶縁材料で構成された部品２７ｂおよび前記部品２７ｂの上部に配した弾性を有しない絶縁材料で構成された部品２７ａを具備する。２種の部品２７ａ及び２７ｂは、例えば接着剤、ホットメルト剤、または両面接着タイプの粘着テープにより接合され、保護筒２７として一体化される。そして、保護筒２７の上部を構成する弾性を有しない絶縁材料で構成された部品２７ａは負の出力端子１５の上端より上に延びている。
このように、電気絶縁性の保護筒２７は、負の出力端子１５の側面を覆うだけでなく、その上端よりもさらに上に延びていることにより、正および負の出力端子間を電気的に確実に遮断することができる。
また、電気絶縁性の保護筒２７は下部が弾性を有する絶縁材料で構成された部品２７ｂであるため、電池使用時には、保護筒２７における弾性を有する絶縁材料で構成された部品２７ｂを軸方向に圧縮することにより、負の出力端子１５が露出する。このため、保護筒２７を装着した状態で集合電池を使用することができ、集合電池の使用前後で、保護筒２７を取り外したり取り付けたりする必要がない。
ここで、集合電池を使用する様子を図９および図１０に示す。集合電池１１における正の出力端子１４および負の出力端子１５の上端を、機器２９側の入力端子２８と接触させる場合、本発明の集合電池を用いると、電気絶縁性の保護筒（図示せず）が入力端子２８と集合電池の端子板（図示せず）との間に挟まれる。このとき、保護筒が軸方向に圧縮されて収縮することにより、保護筒は負の出力端子と同じ高さとなり、負の出力端子の側面のみを覆うことになる。このため、出力端子の上端で入力端子と接触することが可能となる。
図８に示す保護筒２７は、１７ａに弾性を有する絶縁材料で構成された部品を用い、１７ｂに弾性を有しない絶縁材料で構成された部品を用いても構わない。
図７に示すように、保護筒２６全体が弾性を有するような場合、通常の集合電池を作製した後でも、容易に負の出力端子１５に保護筒２６を装着することができる。
負の出力端子１５には、端部を内側に折り曲げて構成された鍔状部分１５ａを有するため、保護筒２６および２７は、負の出力端子１５から外れにくい。
前記保護筒を構成する弾性を有する絶縁材料としては、種々のものが挙げられるが、代表的なものとして、例えば天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、イソプレンゴム、ネオプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのゴム、エラストマー、ポリプロピレン、ウレタン樹脂などが挙げられる。
また、前記保護筒を構成する弾性を有しない絶縁材料としては、代表的なものとして、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレン、フェニレンオキサイド、ポリスルホンなどの樹脂が挙げられる。
なお、前記保護筒の寸法については、集合電池の端子の寸法そのものに工業規格があるため、当業者であれば、用いる材料の性質などに応じて、当該規格に合わせて適宜コントロールすることができる。
産業上の利用の可能性
以上のように、本発明によれば、出力端子を覆う絶縁材からなる保護筒を有する集合電池であって、接着剤を用いたり前記保護筒を複雑な形状に加工したりする必要なく、前記保護筒で正の出力端子および負の出力端子の間を簡便に遮断でき、前記保護筒を集合電池の使用の際に取り外す必要がなく、また、前記保護筒を容易に取り外すことも可能な集合電池を提供することができる。すなわち、本発明によれば、既存の集合電池をより安全に使用することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来からの集合電池の端子板付近の斜視図である。
図２は、本発明の負の出力端子１の周囲に保護筒６を配した集合電池の端子板付近の斜視図である。
図３は、図２における負の出力端子１のＸ−Ｘ線部分断面図である。
図４は、図３における負の出力端子１の側面において、保護筒６が径方向に拡張している様子を示す部分断面図である。
図５は、図３における負の出力端子１の側面において、保護筒６が負の出力端子１の最上端まで延びている場合を示す部分断面図である。
図６は、負の出力端子の周囲に電気絶縁性の保護筒を配した集合電池の端子板付近の概略縦断面図である。
図７は、本発明の負の出力端子の周囲に弾性を有する絶縁材料で構成された保護筒を配した集合電池の端子板付近の概略縦断面図である。
図８は、本発明の負の出力端子の周囲に軸方向の一部が弾性を有する絶縁材料で構成された保護筒を配した集合電池の端子板付近の概略縦断面図である。
図９は、集合電池の使用時の様子の一例を示す概略上面図である。
図１０は、集合電池の使用時の様子の一例を示す概略側面図である。
図１１は、従来の集合電池の構成を示す概略縦断面図である。
図１２は、図１１に示す集合電池の主要部の分解斜視図である。
図１３は、従来の積層乾電池の構成を示す概略縦断面図である。

【０００４】
また、実開昭５４−４８９３４号公報には、紙などの絶縁性薄板の中心部の周辺に小さな孔を設け、中心部以外の部分に接着剤を塗布して得られる乾電池用の新旧区分板が開示されている。また、特開昭５８−１６９７６８号公報には、帯状のテープ本体の一方の面に粘着剤を塗布し、この粘着面の中央部に沿って帯状フィルムを接着し、切り込みにより、上記フィルムがテープの一部をはがせるように形成した乾電池用封印テープが開示されている。しかし、ここではいわゆる粘着性の接着剤を用いる必要があり、前記封印テープは正極端子面および負極端子面のいずれにも適用が可能であるが、貼り付けの作業性が煩雑であるという問題がある。
また、上記の封止具などは、いずれも正極端子および負極端子をそれぞれ上部および下部に有する円筒形電池に適用されるもので、正および負の出力端子を同一面上に近接して設けた端子板を備える集合電池にそのまま適用できるものでもない。
そこで、本発明は、出力端子を覆う絶縁材で構成された保護筒を有する集合電池であって、接着剤を用いたり前記保護筒を複雑な形状に加工したりする必要なく、前記保護筒で正の出力端子および負の出力端子の間を簡便に電気的に遮断することができ、集合電池の使用の際に前記保護筒を取り外す必要がなく、また、前記保護筒を容易に取り外すことも可能な集合電池を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、複数個の素電池と、前記素電池を収納する外装容器と、前記外装容器の上部開口部を封口する端子板と、前記端子板の同一面上に設けられ、円筒状に形成された正の出力端子および上部先端が外側に開いた鍔状部分を有する負の出力端子を有する集合電池であって、前記負の出力端子が、少なくとも前記鍔状部分よりも下部において、円筒状の側面を被覆する電気絶縁性の保護筒を具備することを特徴とする集合電池に関する。
前記集合電池においては、前記鍔状部分の上端面まで延びているのが好ましい。
また、前記鍔状部分の上端面より上まで延びており、前記負の出力端子が電気的に接続された際、前記保護筒が、前記負の出力端子の径方向に拡張し得るのが好ましい。
また、前記保護筒が、上端から下端まで伸びる一筋の切断部を有するのが好ましい。
また、本発明は、複数個の素電池と、前記素電池を収納する外装容器と、前記外装容器の上部開口部を封口する端子板と、前記端子板の同一

【０００５】
面上に設けられ、円筒状に形成された正の出力端子および負の出力端子を有する集合電池であって、
前記負の出力端子が、前記端子の最上端よりも上まで延びる電気絶縁性の保護筒によって側面を被覆され、前記集合電池を使用する機器の端子と電機的接続がなされた際に、前記保護筒が、前記端子の上端面の位置まで変形し得ることを特徴とする集合電池に関する。
前記集合電池においては、前記保護筒が弾性を有する絶縁材料で構成されているのが好ましい。
また、前記保護筒が弾性を有する絶縁材料および非弾性の絶縁材料で構成されているのが好ましい。
図面の簡単な説明
図１は、従来からの集合電池の端子板付近の斜視図である。
図２は、本発明の負の出力端子１の周囲に保護筒６を配した集合電池の端子板付近の斜視図である。
図３は、図２における負の出力端子１のＸ−Ｘ線部分断面図である。
図４は、図３における負の出力端子１の側面において、保護筒６が径方向に拡張している様子を示す部分断面図である。
図５は、図３における負の出力端子１の側面において、保護筒６が負の出力端子１の最上端まで延びている場合を示す部分断面図である。
図６は、負の出力端子の周囲に電気絶縁性の保護筒を配した集合電池の端子板付近の概略縦断面図である。
図７は、本発明の負の出力端子の周囲に弾性を有する絶縁材料で構成された保護筒を配した集合電池の端子板付近の概略縦断面図である。
図８は、本発明の負の出力端子の周囲に軸方向の一部が弾性を有する絶縁材料で構成された保護筒を配した集合電池の端子板付近の概略縦断

Claims (8)

1. 複数個の素電池と、前記素電池を収納する外装容器と、前記外装容器の上部開口部を封口する端子板と、前記端子板の同一面上に設けられた正の出力端子および負の出力端子と、前記負の出力端子の少なくとも側面を覆う電気絶縁性の保護筒とを具備する集合電池。
2. 前記保護筒が前記負の出力端子の最上端まで延びていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の集合電池。
3. 前記保護筒が前記負の出力端子の最上端より上まで延びていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の集合電池。
4. 前記保護筒が軸方向に収縮し得ることを特徴とする請求の範囲第３項記載の集合電池。
5. 前記保護筒が径方向に拡張し得ることを特徴とする請求の範囲第３項記載の集合電池。
6. 前記保護筒が上端から下端まで伸びる一筋の切断部を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の集合電池。
7. 前記保護筒が弾性を有する絶縁材料で構成されていることを特徴とする請求の範囲第４項〜第６項のいずれかに記載の集合電池。
8. 前記保護筒が弾性を有する絶縁材料および非弾性の絶縁材料で構成されていることを特徴とする請求の範囲第４項または第５項記載の集合電池。

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