(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のケース（４）内に渦巻状の電極群（１１）を挿設し、
前記ケースの底部（４ａ）に溝状薄肉部（１６）を設けた防爆型電気素子（９）において、
前記ケースの底部の中心（ＣＴ１）を略中心とする略半円形に形成された略半円部（１６ａ）に開裂線部（１６ｂ）を外向きにのみ延設したものを前記溝状薄肉部としたことを特徴とする防爆型電気素子。
【請求項２】
有底筒状のケース（４）内に渦巻状の電極群（１１）を挿設し、
この電極群から導出されたリード板（１５）を前記ケースの底部（４ａ）の中心（ＣＴ１）の近傍に溶接し、
前記ケースの底部に溝状薄肉部（１６）を設けた防爆型電気素子（９）において、
前記ケースの底部の中心を略中心とする略半円形に形成された略半円部（１６ａ）に開裂線部（１６ｂ）を外向きにのみ延設したものを前記溝状薄肉部としたことを特徴とする防爆型電気素子。
【請求項３】
電気素子が電池であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の防爆型電気素子。
【請求項４】
電気素子がコンデンサであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の防爆型電気素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の正極とシート状の負極とをセパレータを介して積層し、これを渦巻状に巻回した電極群を有底円筒状の負極缶内に挿設した防爆型電池や、同様な構成を有する防爆型コンデンサ等の防爆型電気素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の防爆型電池の一例を示す底面図である。
【０００３】
従来この種の防爆型電気素子においては、これを誤って火中に投入した場合その他の安全性を高めるため、ケースの底部に溝状薄肉部を設けることによって防爆機能を付与することが広く行なわれており、この溝状薄肉部の形状としては、▲１▼十字形（実公昭５１−３３７６号公報参照）、▲２▼変形Ｉ字形（実公昭６１−３０２７６号公報参照）及び▲３▼Ｃ字形（図４参照、特開平２−２８１５５２号公報参照）等が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記▲１▼及び▲２▼では、溝状薄肉部がケースの底面（円形）の中心を通るので、防爆型電気素子を製造する際、電極群の一方の電極から延出したリード板をケースの底部に溶接するときに支障を来すという不都合があった。
【０００５】
また上記▲３▼では、図４に示すように、ケース（負極缶４）の底部４ａに設けられたＣ字形の溝状薄肉部１６が開裂した場合、ケース（負極缶４）内の電極群１１の中央付近が竹の子状に飛び出し、それを契機として内容物が外に飛散して周囲を汚染してしまう危険性が高かった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、防爆機能を具備するのは勿論のこと、リード板の溶接に支障を来すことがなく、しかも溝状薄肉部の開裂時にケース内の内容物の飛散を防止することができる防爆型電気素子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】
すなわち本発明は、有底筒状のケース（４）内に渦巻状の電極群（１１）を挿設し、前記ケースの底部（４ａ）に溝状薄肉部（１６）を設けた防爆型電気素子（９）において、前記ケースの底部の中心（ＣＴ１）を略中心とする略半円形に形成された略半円部（１６ａ）に開裂線部（１６ｂ）を外向きにのみ延設したものを前記溝状薄肉部として構成される。
【０００８】
また本発明は、有底筒状のケース（４）内に渦巻状の電極群（１１）を挿設し、この電極群から導出されたリード板（１５）を前記ケースの底部（４ａ）の中心（ＣＴ１）の近傍に溶接し、前記ケースの底部に溝状薄肉部（１６）を設けた防爆型電気素子（９）において、前記ケースの底部の中心を略中心とする略半円形に形成された略半円部（１６ａ）に開裂線部（１６ｂ）を外向きにのみ延設したものを前記溝状薄肉部として構成される。
【０００９】
なお、括弧内の番号等は図面における対応する要素を表わす便宜的なものであり、従って本発明は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このことは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明による防爆型電気素子である防爆型電池の一実施形態を示す正断面図、
図２は図１に示す防爆型電池の要部を示す図であり、（ａ）はその底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、
図３は本発明による防爆型電気素子である防爆型電池の他の実施形態を示す底面図である。
【００１１】
防爆型電池９は、図１に示すように、所定の厚さＴ２の有底円筒状の負極缶４を有しており、負極缶４内には、シート状の正極１とシート状の負極２とをセパレータ３を介して積層し、これを渦巻状に巻回した電極群１１が絶縁底板１２を介して挿設されている。また、負極缶４の開口部には絶縁ガスケット８を介して封口体１３が嵌着されており、封口体１３は封口板６と正極端子７とで安全弁１０を挟持したものである。更に、正極１と封口体１３との間には両者を導通する形で正極リード板５が設けられており、負極２と負極缶４の底部４ａとの間には両者を導通する形で負極リード板１５が設けられている。
【００１２】
ところで、負極缶４の底部４ａには、図２に示すように、溝状薄肉部１６が形設されており、溝状薄肉部１６は略半円部１６ａ及び開裂線部１６ｂから構成されている。すなわち溝状薄肉部１６は、負極缶４の底部４ａの中心ＣＴ１を略中心とする略半円形に形成された略半円部１６ａを有しており、略半円部１６ａの中央部近傍には直線状の開裂線部１６ｂが外向き（遠心方向）に延設されている。なお、溝状薄肉部１６は、図２（ａ）に示すように、所定の切込角度θおよび先端水平面幅Ｗ１を有するＶ溝１７を形成して残り板厚Ｔ１が所定の値となるようにしたものである。
【００１３】
防爆型電池９は以上のような構成を有するので、この防爆型電池９を誤って火中に投入した場合など電池内圧が急激に上昇した場合には、負極缶４の底部４ａの溝状薄肉部１６がその電池内圧によって開裂するため、防爆型電池９が破裂する事態の発生を未然に防止することができる。
【００１４】
この際、溝状薄肉部１６は、上述したように、略半円部１６ａと開裂線部１６ｂとを組み合わせたものであり、略半円部１６ａと開裂線部１６ｂとの交点に応力が集中して開裂が始まるので、作動の確実性を高めることができると共に、作動圧力を下げることが可能となる。
【００１５】
また、溝状薄肉部１６は負極缶４の底部４ａの半分（半円部分）にのみ設けられているため、残りの半分では開裂が起こらないので、溝状薄肉部１６が開裂したときに電極群１１の中央付近が竹の子状に飛び出すことはなく、よって負極缶４内の内容物が外に飛散して周囲を汚染してしまう恐れもない。
【００１６】
更に、防爆型電池９の製造工程においては、負極缶４内に電極群１１を挿設した後、電極群１１の中央孔１１ａに電極棒（図示せず）を挿入して負極リード板１５を負極缶４の底部４ａの中心ＣＴ１の近傍に溶接する必要があるが、この底部４ａの中心ＣＴ１の近傍には溝状薄肉部１６が存在しないので、負極リード板１５の溶接工程に支障を来すことはない。
【００１７】
なお、上述の実施形態においては、図２に示すように、略半円部１６ａの中央部近傍に直線状の開裂線部１６ｂが外向きに延設された溝状薄肉部１６を形設した場合について説明したが、図３に示すように、開裂線部１６ｂの位置や個数などについては種々の態様が考えられる。例えば、図３（ａ）に示すように、略半円部１６ａの中央部から離れた位置に開裂線部１６ｂを延設してもよい。また、図３（ｂ）に示すように、２個の開裂線部１６ｂを設けたり、図３（ｃ）に示すように、Ｖ字形の開裂線部１６ｂを設けることもできる。
【００１８】
また、上述の実施形態においては防爆型電池９について説明したが、同様な構成を有する防爆型コンデンサ（図示せず）に本発明を適用することも可能である。
【００１９】
【実施例】
防爆型電池に関する上述の効果を確認するため、本発明品と従来品とを試作し、負極缶の底部の開裂状況および電極群の飛び出しの有無を調べた。
【００２０】
即ち、板厚０．３mmの深絞り用冷間圧延鋼板からなる直径１８mmの負極缶の底部に、プレス加工によって溝状薄肉部を形設した。この溝状薄肉部は、略半円部および開裂線部からなるもの（本発明品）と、Ｃ字形のもの（従来品）の２種類とした。なお、溝状薄肉部の断面形状は共通で、切込角度θ＝３０°、先端水平面幅Ｗ１＝０．０５０mm、残り板厚Ｔ１＝０．０５０mmとした。
【００２１】
この本発明品および従来品について、両者の作動圧力を比較するため、負極缶内に電極群を充填しない状態で、空気圧によって負極缶の内側から加圧し、負極缶の底部の溝状薄肉部を開裂させる実験を１０個ずつ行なった。その結果、従来品は平均値で５８．２kg／cm2 （最大値で６２kg／cm2 、最小値で５３kg／cm2 ）であったのに対して、本発明品では平均値で５２．８kg／cm2 （最大値で５４kg／cm2 、最小値で５１kg／cm2 ）であった。また、作動圧力の標準偏差を算出したところ、従来品では２．５３kg／cm2 、本発明品では１．３０kg／cm2 となった。つまり、従来品に比べて本発明品は、作動圧力が低く、そのばらつきも小さい（従って、作動が確実となる）という実験結果が得られた。
【００２２】
一方、電極群の飛び出しの有無を確認するため、負極缶内に電極群を充填した状態で、空気圧によって負極缶の内側から加圧し、負極缶の底部の溝状薄肉部を開裂させる実験を１０個ずつ行なった。その結果、従来品では１０個のうち６個（即ち、６０％）で電極群の飛び出しが確認されたのに対して、本発明品では電極群が飛び出したものは皆無であった。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、有底筒状の負極缶４等のケース内に渦巻状の電極群１１を挿設し、前記ケースの底部４ａに溝状薄肉部１６を設けた防爆型電池９等の防爆型電気素子において、前記ケースの底部４ａの中心ＣＴ１を略中心とする略半円形に形成された略半円部１６ａに開裂線部１６ｂを外向きにのみ延設したものを前記溝状薄肉部１６として構成したので、防爆機能を具備するのは勿論のこと、溝状薄肉部１６の開裂は略半円部１６ａと開裂線部１６ｂとの交点に応力が集中して開始するので、作動の確実性が高まると共に、作動圧力が低圧で済む。換言すれば、溝状薄肉部１６をあまり薄くしなくても所定の作動圧力を達成することができるので、生産工程上も有利である。また、溝状薄肉部１６はケースの底部４ａの半分にのみ設けられているので、溝状薄肉部１６が開裂したときに電極群１１の中央付近が竹の子状に飛び出すことはなく、よってケース内の内容物が外に飛散して周囲を汚染してしまう恐れもない。
【００２４】
また本発明によれば、有底筒状の負極缶４等のケース内に渦巻状の電極群１１を挿設し、この電極群１１から導出された負極リード板１５等のリード板を前記ケースの底部４ａの中心ＣＴ１の近傍に溶接し、前記ケースの底部４ａに溝状薄肉部１６を設けた防爆型電池９等の防爆型電気素子において、前記ケースの底部４ａの中心ＣＴ１を略中心とする略半円形に形成された略半円部１６ａに開裂線部１６ｂを外向きにのみ延設したものを前記溝状薄肉部１６として構成したので、防爆機能を具備するのは勿論のこと、溝状薄肉部１６の開裂は略半円部１６ａと開裂線部１６ｂとの交点に応力が集中して開始するので、作動の確実性が高まると共に、作動圧力が低圧で済む。換言すれば、溝状薄肉部１６をあまり薄くしなくても所定の作動圧力を達成することができるので、生産工程上も有利である。また、溝状薄肉部１６はケースの底部４ａの半分にのみ設けられているので、溝状薄肉部１６が開裂したときに電極群１１の中央付近が竹の子状に飛び出すことはなく、よってケース内の内容物が外に飛散して周囲を汚染してしまう恐れもない。更に、ケースの底部４ａの中心ＣＴ１の近傍には溝状薄肉部１６が存在しないので、防爆型電池９の製造工程においてリード板の溶接工程に支障を来すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による防爆型電気素子である防爆型電池の一実施形態を示す正断面図である。
【図２】図１に示す防爆型電池の要部を示す図であり、（ａ）はその底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】本発明による防爆型電気素子である防爆型電池の他の実施形態を示す底面図である。
【図４】従来の防爆型電池の一例を示す底面図である。
【符号の説明】
４……ケース（負極缶）
４ａ……底部
９……防爆型電気素子（防爆型電池）
１１……電極群
１５……リード板（負極リード板）
１６……溝状薄肉部
１６ａ……略半円部
１６ｂ……開裂線部
ＣＴ１……ケースの底部の中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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