JPWO2010007711A1 - 単4形の円筒形アルカリ乾電池 - Google Patents
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Abstract
Description
前記プラス端子の径Dp(mm)および突出高さHp(mm)、ならびに前記マイナス端子の径Dn(mm)および突出高さHn(mm)は、
関係式(1):
2.5≦Dn−Dp≦4.1 (1)
および、
関係式(2):
0.8≦Hp−Hn≦1.1 (2)
を満たすことを特徴とする。
前記外装ラベルのプラス端子側の端部は、金、銀、または銅色調であるのが好ましい。
前記外装ラベルにおける、プラス端子側の端部と、前記外装ラベルのマイナス端子側の端部との間には、グラデーションが形成されているのが好ましい。
2.5≦Dn−Dp≦4.1 (1)
および、関係式(2):
0.8≦Hp−Hn≦1.1 (2)
を満たす点に特徴を有する。
(Dn−Dp)を2.5mm以上および(Hp−Hn)を0.8mm以上とすることにより、プラス端子およびマイナス端子の形状の違いが顕著となるため、端子の極性を容易かつ確実に視認することができ、単4形アルカリ乾電池の逆装填の発生を抑制することができる。
プラス端子の突出高さHpとは、円筒形電池のプラス極側の端面(電池ケースおよび外装ラベルのうち端面における高さが高いほう)から突出するプラス端子における電池の軸方向の長さである。マイナス端子の突出高さHnとは、円筒形電池のマイナス極側の端面(マイナス端子を囲む周縁部のかしめ部であり、電池ケースおよび外装ラベルのうち端面における高さが高いほう)から突出するマイナス端子における電池の軸方向の長さである。
すなわち、電池を側面方向から見た場合に円筒形電池の端面から突出する部分における電池の軸方向の長さである。
マイナス端子の径Dnとは、マイナス端子の側面部における電池の軸方向に垂直な断面の直径(以下、単に側面部の直径とする。)である。マイナス端子において、端面部と側面部との境界部が丸みを帯びている場合、マイナス端子の端面部(円形状平面)の直径は、側面部の直径よりも小さくなる。この場合、マイナス端子の側面部の直径をマイナス端子の径Dnとする。
本発明における円筒形電池本体の径および高さは、JIS規格で定められた単4形電池の寸法であればよい。
図3の電池20は、図4の電池30に比べて、プラス端子およびマイナス端子の突出高さおよび径の差が大きく、両端子の形状の違いが顕著である。このように、プラス端子とマイナス端子との間における径および突出高さの差を顕著に設けることにより、プラス端子およびマイナス端子を視覚的に容易に識別することができる。
円筒形アルカリ乾電池10(単4形)は、上端面の中央部にプラス端子1aおよび下端面の中央部にマイナス端子7aを有する。電池の外表面(両端子以外の部分)は、外装ラベル8で覆われている。より具体的には、電池の外装ラベル8は、電池の側面全体および上下端面の周縁部を覆う。プラス端子1aは、正極集電体を兼ねる有底円筒形の電池ケース1の底面に設けられた略円柱状の凸部からなる。マイナス端子7aは、電池ケース1の開口を覆う、略帽子状の封口板7の中央に設けられた略円柱状の凸部からなる。
2.5≦Dn−Dp≦4.1 (1)
0.8≦Hp−Hn≦1.1 (2)
これにより、プラス端子およびマイナス端子の形状の違いが顕著となるため、端子の極性を容易かつ確実に視認することができ、逆装填の発生を抑制することができる。
マイナス端子7aの突出高さHnは、電池のマイナス極側の端面(下端面)の周縁部(かしめ部)に配された外装ラベル8の下端面から突出するマイナス端子7aにおける電池の軸方向の長さである。
なお、上記の外装ラベル8の上端面および下端面とは、外装ラベル8を電池ケースに捲きつける際に、外装ラベル8の電池の軸方向に沿う両端が重なり合う場合、外装ラベル8が重なり合わない部分における外装ラベル8の上端面および下端面を意味する。
マイナス端子7aの径Dnとは、マイナス端子7aの側面部の直径である。封口板7の作製時におけるプレス加工により、マイナス端子7aの端面部(円形状平面部)と側面部との間には、電池の軸方向に沿ったマイナス端子7aの断面において円弧状である、丸みを帯びた境界部が形成されている。マイナス端子7aの径Dnとは、電池をマイナス極の端面(下端面)側から見た場合のマイナス端子7aの側面部の直径である。
マイナス端子7aを有する封口板7は、例えば、厚さ0.2〜0.5mmのニッケルめっき鋼板またはスズめっき鋼板を、所定の寸法および形状にプレス成形して得られる。また、絞り加工により、マイナス端子7aの端面部と側面部との間に、電池の軸方向に沿ったマイナス端子7aの断面において、曲率半径が0.2〜0.5mmの境界部を形成してもよい。曲率半径が小さくなるように絞り加工する(境界部をシャープにする)ことにより、端面部の平面性を際立たせることができるため、端子の極性をより確実に視認することができる。
熱収縮性樹脂フィルムには、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートのフィルム(例えば、厚さ0.01〜0.2mm)が用いられる。
外装ラベル8は、外装ラベル8の接着剤層13を電池ケース1の外表面に接着して、電池ケース1に固定される。接着剤層13は、基材層11に接着剤を塗布することにより形成される。接着剤には、例えば、感熱接着剤が用いられる。
《実施例1》
上記の図1と同様の単4形アルカリ乾電池を作製した。
内面に黒鉛塗装膜が形成された、ニッケルめっき鋼板からなる有底円筒形の電池ケース1内に、ペレット状の正極2を複数個挿入した後、電池ケース1内にて加圧成形し、電池ケース1の内面に密着させた。電池ケース1には、厚さ0.4mmのニッケルめっき鋼板を用いて、DI工法により、所定の形状および寸法に製缶加工したものを用いた。正極2には、二酸化マンガン粉末、黒鉛粉末、およびアルカリ電解液の混合物(重量比92.5:6.0:1.5)を用いた。正極2の内側に、セパレータ4を配置した。セパレータ4には、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布を用いた。その後、電池ケース1内に、アルカリ電解液を注入した。アルカリ電解液には、濃度が35重量%の水酸化カリウム水溶液を注入した。
ガスケット5の中央部に設けられた貫通孔に負極集電体6の胴部を挿入し、負極集電体6の頭部を封口板7に溶接し、組立封口体9を得た。封口板7には、ニッケルめっき鋼板(厚さ0.3mm)を、所定の形状および寸法にプレス成形したものを用いた。電池ケース1の開口部を組立封口体9で封口した。このとき、負極集電体6を負極3に差し込み、電池ケース1の開口端部を、ガスケット5の外周部を介して封口板7の周縁部7bにかしめつけた。次いで、電池ケース1の外表面に外装ラベル8(厚さ約80μm)を被覆した。
上記電池作製時において、プラス端子1aの径Dpを3.40mm、突出高さHpを1.10mmとした。マイナス端子7aの径Dnを5.90mm、突出高さHnを0.30mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.50mm、および(Hp−Hn)=0.80mmとした。
プラス端子1aの径Dpを3.40mm、突出高さHpを1.20mmとした。マイナス端子7aの径Dnを5.90mm、突出高さHnを0.15mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.50mm、および(Hp−Hn)=1.05mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
プラス端子1aの径Dpを3.30mm、突出高さHpを1.10mmとした。マイナス端子7aの径Dnを6.35mm、突出高さHnを0.30mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=3.05mm、および(Hp−Hn)=0.80mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
プラス端子1aの径Dpを3.40mm、突出高さHpを1.15mmとした。マイナス端子7aの径Dnを6.20mm、突出高さHnを0.20mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.80mm、および(Hp−Hn)=0.95mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
プラス端子1aの径Dpを3.70mm、突出高さHpを1.20mmとした。マイナス端子7aの径Dnを5.90mm、突出高さHnを0.50mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.20mm、および(Hp−Hn)=0.70mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
4銘柄の単4形アルカリ乾電池の市販品(A〜D)を各10個ずつ入手した。そして、プラス端子の外径Dpおよび高さHp、ならびにマイナス端子の外径Dnおよび高さHnを、投影機を用いて測定し、各市販品の(Dn−Dp)および(Hp−Hn)の値を算出した。なお、(Dn−Dp)および(Hp−Hn)の値は、各10個の電池の平均値として求めた。
実施例1〜4および比較例1の単4形アルカリ乾電池について以下の評価(電池装填試験)を実施した。電池を装填する機器には、単4形アルカリ乾電池を2本使用するエアコン用のリモコンと、単4形アルカリ乾電池を2本使用する電子辞書とを用いた。9〜71歳で構成した試験者97名に対して、実施例1〜4および比較例1の各電池を上記機器に装填するモニターリング試験を実施した。機器への装填を実施した回数に対して逆装填した回数の割合(以下、逆装填の発生率)を求めた。具体的には、下記式により、逆装填の発生率を求めた。
逆装填の発生率(%)=(リモコンに電池を逆装填した人数+電子辞書に電池を逆装填した人数)/(97×2)×100
その結果、比較例1の電池では、逆装填の発生率が3.6%であったのに対して、実施例1〜4の電池では、いずれも逆装填の発生率は0%であった。次に、外装ラベルの色調による端子の視認性評価について説明する。
実施例1と同じ外装ラベルにおいて、電池のマイナス極側の端面の周縁部および電池側面におけるマイナス端子側の端部から幅10mmの領域(図1中の幅Y=10mmの領域)に配される部分の基材層上に黒色塗料を塗布した。黒色塗料には、(東洋インキ製造(株)製、TKハイユニティーネオSoy)を用いた。この塗料のCMYK値は、C値=0%、M値=0%、Y値=0%、およびK値=100%であった。このようにして、基材層上に印刷層(厚さ約2μm)を形成した。
印刷層上にニスを塗布して保護層(厚さ約2μm)を形成した。
上記以外、実施例4と同様の方法により、電池を作製した。
実施例1と同じ外装ラベルにおいて、電池のマイナス極側の端面の周縁部および電池側面におけるマイナス端子側の端部から幅10mmの領域(図1中の幅Y=10mmの領域)に配される部分の基材層上に青色塗料を塗布した。外装ラベルにおける青色塗料の塗布箇所以外には、金色塗料を塗布した。
印刷層上にニスを塗布して保護層(厚さ約2μm)を形成した。
上記以外、実施例4と同様の方法により、電池を作製した。
実施例4〜6の電池について以下の評価を実施した。
単4形アルカリ乾電池を2本使用する、エアコン用のリモコン、電子辞書、ポータブルゲーム機器、およびペン型ライトの4機種を用いて、7〜84歳で構成した試験者267名に対してモニターリング試験を実施した。そして、下記式により、逆装填の発生率を求めた。
逆装填の発生率(%)=(リモコンに電池を逆装填した人数+電子辞書に電池を逆装填した人数+ゲーム機器に電池を逆装填した人数+ペン型ライトに電池を逆装填した人数)/(267×4)×100
前記プラス端子の径Dp(mm)および突出高さHp(mm)、ならびに前記マイナス端子の径Dn(mm)および突出高さHn(mm)は、
関係式(1):
2.5≦Dn−Dp≦4.1 (1)
および、
関係式(2):
0.8≦Hp−Hn≦1.1 (2)
を満たすことを特徴とする。
前記外装ラベルのプラス端子側の端部は、金、銀、または銅色調であるのが好ましい。
前記外装ラベルにおける、プラス端子側の端部と、前記外装ラベルのマイナス端子側の端部との間には、グラデーションが形成されているのが好ましい。
2.5≦Dn−Dp≦4.1 (1)
および、関係式(2):
0.8≦Hp−Hn≦1.1 (2)
を満たす点に特徴を有する。
(Dn−Dp)を2.5mm以上および(Hp−Hn)を0.8mm以上とすることにより、プラス端子およびマイナス端子の形状の違いが顕著となるため、端子の極性を容易かつ確実に視認することができ、単4形アルカリ乾電池の逆装填の発生を抑制することができる。
プラス端子の突出高さHpとは、円筒形電池のプラス極側の端面(電池ケースおよび外装ラベルのうち端面における高さが高いほう)から突出するプラス端子における電池の軸方向の長さである。マイナス端子の突出高さHnとは、円筒形電池のマイナス極側の端面(マイナス端子を囲む周縁部のかしめ部であり、電池ケースおよび外装ラベルのうち端面における高さが高いほう)から突出するマイナス端子における電池の軸方向の長さである。
すなわち、電池を側面方向から見た場合に円筒形電池の端面から突出する部分における電池の軸方向の長さである。
マイナス端子の径Dnとは、マイナス端子の側面部における電池の軸方向に垂直な断面の直径(以下、単に側面部の直径とする。)である。マイナス端子において、端面部と側面部との境界部が丸みを帯びている場合、マイナス端子の端面部(円形状平面)の直径は、側面部の直径よりも小さくなる。この場合、マイナス端子の側面部の直径をマイナス端子の径Dnとする。
本発明における円筒形電池本体の径および高さは、JIS規格で定められた単4形電池の寸法であればよい。
図3の電池20は、図4の電池30に比べて、プラス端子およびマイナス端子の突出高さおよび径の差が大きく、両端子の形状の違いが顕著である。このように、プラス端子とマイナス端子との間における径および突出高さの差を顕著に設けることにより、プラス端子およびマイナス端子を視覚的に容易に識別することができる。
円筒形アルカリ乾電池10(単4形)は、上端面の中央部にプラス端子1aおよび下端面の中央部にマイナス端子7aを有する。電池の外表面(両端子以外の部分)は、外装ラベル8で覆われている。より具体的には、電池の外装ラベル8は、電池の側面全体および上下端面の周縁部を覆う。プラス端子1aは、正極集電体を兼ねる有底円筒形の電池ケース1の底面に設けられた略円柱状の凸部からなる。マイナス端子7aは、電池ケース1の開口を覆う、略帽子状の封口板7の中央に設けられた略円柱状の凸部からなる。
2.5≦Dn−Dp≦4.1 (1)
0.8≦Hp−Hn≦1.1 (2)
これにより、プラス端子およびマイナス端子の形状の違いが顕著となるため、端子の極性を容易かつ確実に視認することができ、逆装填の発生を抑制することができる。
マイナス端子7aの突出高さHnは、電池のマイナス極側の端面(下端面)の周縁部(かしめ部)に配された外装ラベル8の下端面から突出するマイナス端子7aにおける電池の軸方向の長さである。
なお、上記の外装ラベル8の上端面および下端面とは、外装ラベル8を電池ケースに捲きつける際に、外装ラベル8の電池の軸方向に沿う両端が重なり合う場合、外装ラベル8が重なり合わない部分における外装ラベル8の上端面および下端面を意味する。
マイナス端子7aの径Dnとは、マイナス端子7aの側面部の直径である。封口板7の作製時におけるプレス加工により、マイナス端子7aの端面部(円形状平面部)と側面部との間には、電池の軸方向に沿ったマイナス端子7aの断面において円弧状である、丸みを帯びた境界部が形成されている。マイナス端子7aの径Dnとは、電池をマイナス極の端面(下端面)側から見た場合のマイナス端子7aの側面部の直径である。
マイナス端子7aを有する封口板7は、例えば、厚さ0.2〜0.5mmのニッケルめっき鋼板またはスズめっき鋼板を、所定の寸法および形状にプレス成形して得られる。また、絞り加工により、マイナス端子7aの端面部と側面部との間に、電池の軸方向に沿ったマイナス端子7aの断面において、曲率半径が0.2〜0.5mmの境界部を形成してもよい。曲率半径が小さくなるように絞り加工する(境界部をシャープにする)ことにより、端面部の平面性を際立たせることができるため、端子の極性をより確実に視認することができる。
熱収縮性樹脂フィルムには、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートのフィルム(例えば、厚さ0.01〜0.2mm)が用いられる。
外装ラベル8は、外装ラベル8の接着剤層13を電池ケース1の外表面に接着して、電池ケース1に固定される。接着剤層13は、基材層11に接着剤を塗布することにより形成される。接着剤には、例えば、感熱接着剤が用いられる。
《実施例1》
上記の図1と同様の単4形アルカリ乾電池を作製した。
内面に黒鉛塗装膜が形成された、ニッケルめっき鋼板からなる有底円筒形の電池ケース1内に、ペレット状の正極2を複数個挿入した後、電池ケース1内にて加圧成形し、電池ケース1の内面に密着させた。電池ケース1には、厚さ0.4mmのニッケルめっき鋼板を用いて、DI工法により、所定の形状および寸法に製缶加工したものを用いた。正極2には、二酸化マンガン粉末、黒鉛粉末、およびアルカリ電解液の混合物(重量比92.5:6.0:1.5)を用いた。正極2の内側に、セパレータ4を配置した。セパレータ4には、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布を用いた。その後、電池ケース1内に、アルカリ電解液を注入した。アルカリ電解液には、濃度が35重量%の水酸化カリウム水溶液を注入した。
ガスケット5の中央部に設けられた貫通孔に負極集電体6の胴部を挿入し、負極集電体6の頭部を封口板7に溶接し、組立封口体9を得た。封口板7には、ニッケルめっき鋼板(厚さ0.3mm)を、所定の形状および寸法にプレス成形したものを用いた。電池ケース1の開口部を組立封口体9で封口した。このとき、負極集電体6を負極3に差し込み、電池ケース1の開口端部を、ガスケット5の外周部を介して封口板7の周縁部7bにかしめつけた。次いで、電池ケース1の外表面に外装ラベル8(厚さ約80μm)を被覆した。
上記電池作製時において、プラス端子1aの径Dpを3.40mm、突出高さHpを1.10mmとした。マイナス端子7aの径Dnを5.90mm、突出高さHnを0.30mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.50mm、および(Hp−Hn)=0.80mmとした。
プラス端子1aの径Dpを3.40mm、突出高さHpを1.20mmとした。マイナス端子7aの径Dnを5.90mm、突出高さHnを0.15mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.50mm、および(Hp−Hn)=1.05mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
プラス端子1aの径Dpを3.30mm、突出高さHpを1.10mmとした。マイナス端子7aの径Dnを6.35mm、突出高さHnを0.30mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=3.05mm、および(Hp−Hn)=0.80mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
プラス端子1aの径Dpを3.40mm、突出高さHpを1.15mmとした。マイナス端子7aの径Dnを6.20mm、突出高さHnを0.20mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.80mm、および(Hp−Hn)=0.95mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
プラス端子1aの径Dpを3.70mm、突出高さHpを1.20mmとした。マイナス端子7aの径Dnを5.90mm、突出高さHnを0.50mmとした。すなわち、(Dn−Dp)=2.20mm、および(Hp−Hn)=0.70mmとした。
上記以外、実施例1と同様の方法により、電池を作製した。
4銘柄の単4形アルカリ乾電池の市販品(A〜D)を各10個ずつ入手した。そして、プラス端子の外径Dpおよび高さHp、ならびにマイナス端子の外径Dnおよび高さHnを、投影機を用いて測定し、各市販品の(Dn−Dp)および(Hp−Hn)の値を算出した。なお、(Dn−Dp)および(Hp−Hn)の値は、各10個の電池の平均値として求めた。
実施例1〜4および比較例1の単4形アルカリ乾電池について以下の評価(電池装填試験)を実施した。電池を装填する機器には、単4形アルカリ乾電池を2本使用するエアコン用のリモコンと、単4形アルカリ乾電池を2本使用する電子辞書とを用いた。9〜71歳で構成した試験者97名に対して、実施例1〜4および比較例1の各電池を上記機器に装填するモニターリング試験を実施した。機器への装填を実施した回数に対して逆装填した回数の割合(以下、逆装填の発生率)を求めた。具体的には、下記式により、逆装填の発生率を求めた。
逆装填の発生率(%)=(リモコンに電池を逆装填した人数+電子辞書に電池を逆装填した人数)/(97×2)×100
その結果、比較例1の電池では、逆装填の発生率が3.6%であったのに対して、実施例1〜4の電池では、いずれも逆装填の発生率は0%であった。次に、外装ラベルの色調による端子の視認性評価について説明する。
実施例1と同じ外装ラベルにおいて、電池のマイナス極側の端面の周縁部および電池側面におけるマイナス端子側の端部から幅10mmの領域(図1中の幅Y=10mmの領域)に配される部分の基材層上に黒色塗料を塗布した。黒色塗料には、(東洋インキ製造(株)製、TKハイユニティーネオSoy)を用いた。この塗料のCMYK値は、C値=0%、M値=0%、Y値=0%、およびK値=100%であった。このようにして、基材層上に印刷層(厚さ約2μm)を形成した。
印刷層上にニスを塗布して保護層(厚さ約2μm)を形成した。
上記以外、実施例4と同様の方法により、電池を作製した。
実施例1と同じ外装ラベルにおいて、電池のマイナス極側の端面の周縁部および電池側面におけるマイナス端子側の端部から幅10mmの領域(図1中の幅Y=10mmの領域)に配される部分の基材層上に青色塗料を塗布した。外装ラベルにおける青色塗料の塗布箇所以外には、金色塗料を塗布した。
印刷層上にニスを塗布して保護層(厚さ約2μm)を形成した。
上記以外、実施例4と同様の方法により、電池を作製した。
実施例4〜6の電池について以下の評価を実施した。
単4形アルカリ乾電池を2本使用する、エアコン用のリモコン、電子辞書、ポータブルゲーム機器、およびペン型ライトの4機種を用いて、7〜84歳で構成した試験者267名に対してモニターリング試験を実施した。そして、下記式により、逆装填の発生率を求めた。
逆装填の発生率(%)=(リモコンに電池を逆装填した人数+電子辞書に電池を逆装填した人数+ゲーム機器に電池を逆装填した人数+ペン型ライトに電池を逆装填した人数)/(267×4)×100
Claims (5)
- 一方の端面より突出するプラス端子、および他方の端面より突出するマイナス端子を有し、外装ラベルで被覆された、単4形の円筒形アルカリ乾電池であって、
前記プラス端子の径Dp(mm)および突出高さHp(mm)、ならびに前記マイナス端子の径Dn(mm)および突出高さHn(mm)は、
関係式(1):
2.5≦Dn−Dp≦4.1 (1)
および、
関係式(2):
0.8≦Hp−Hn≦1.1 (2)
を満たすことを特徴とする単4形の円筒形アルカリ乾電池。 - 前記外装ラベルはCMYK色により彩色され、
前記外装ラベルのマイナス端子側の端部は、前記外装ラベルのプラス端子側の端部よりも、前記CMYK色におけるKの網点面積率が30%以上高い請求項1記載の単4形の円筒形アルカリ乾電池。 - 前記外装ラベルのマイナス端子側の端部は、黒色調である請求項2記載の単4形の円筒形アルカリ乾電池。
- 前記外装ラベルのプラス端子側の端部は、金、銀、または銅色調である請求項2記載の単4形の円筒形アルカリ乾電池。
- 前記外装ラベルにおける、プラス端子側の端部と、マイナス端子側の端部との間には、グラデーションが形成されている請求項2〜4のいずれかに記載の単4形の円筒形アルカリ乾電池。
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