(57)【要約】【課題】集電部材と端子部材とのリベット止め箇所において，エージング時における通電を容易にするとともに，経年時のシール性低下を抑制した電池を提供すること。【解決手段】蓋部材５および外部端子板７には，集電部材１２のリベット部１２１を通す貫通穴５１，７１が設けられている。外部端子板７にはさらに，貫通穴７１の周囲における外面側に凹部７２が設けられ，凹部７２の外側の外面７５は平面上の平坦部である。蓋部材５と外部端子板７とは，貫通穴同士が重なるように配置されている。これらの貫通穴を通して集電部材１２のリベット部１２１が内側から外側へ向けて挿通されており，リベット部１２１の先端が凹部７２の底面７４上に傘状に押し広げられてリベット頭部１２２となっている。リベット頭部１２２の最大の厚さは，凹部７２の底面７４と外面７５との段差Ｄより小さい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素と，前記発電要素を内蔵するとともに電池の外径をなす外形部材と，前記外形部材の外部に位置する端子部材と，前記発電要素と前記端子部材とを導通させる集電部材とを有する電池において，
前記外形部材には，前記集電部材の一部を貫通させる第１の貫通穴が形成されており，  前記端子部材には，
前記集電部材の一部を貫通させる第２の貫通穴と，
前記第２の貫通穴の周囲における外面側に前記貫通穴を囲んで設けられた，他の部分より薄い環状の凹部と，
前記凹部の周囲における外面側に設けられた平面状の平坦部とが形成されており，
前記端子部材は，前記外形部材の外面側に，前記第２の貫通穴が前記第１の貫通穴の上に重なるように配置されており，
前記集電部材は，
前記第１の貫通穴および前記第２の貫通穴を貫通して前記外形部材の内側から外側へ突出するリベット部と，
前記リベット部における前記外形部材より内側の部分に繋がるとともに，前記発電要素に接続された接続部とを有し，
前記リベット部における前記外形部材の外側の先端部が，前記凹部の底面上に傘状に押し広げられたリベット頭部とされており，
前記リベット頭部と前記接続部とにより前記端子部材および前記外形部材が固定されており，
前記リベット頭部の最大の厚さが，前記凹部の底面と前記平坦部との間の段差より小さいことを特徴とする電池。
【請求項２】
請求項１に記載の電池において，
前記リベット頭部の縁辺と前記凹部の壁面との間に隙間があることを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，発電要素を内蔵するとともに外部に端子部材を有する電池に関する。さらに詳細には，発電要素に接続された集電部材の一部を外部に突出させ，その突出部分によりリベット止めを行うことで端子部材を固定した電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電池として，特許文献１に記載されたものが挙げられる。特許文献１の図２には，電池における集電部材と外部の端子部材との接続箇所が描かれている。当該箇所では「蓋体４」（外形部材）に，図中上方，すなわち電池の外側向きに張り出した「膨出部１１」が形成されている。そしてその中央の「貫通孔１１ｃ」には「リベット２２」が挿通されている。リベット２２の「頭部２２ｃ」がかしめられることで，「板状体２１」（端子部材）が固定されている。なお，電池における正負２つの接続箇所のうちもう一方の方もこれとほぼ同じ構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２４１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記した従来の技術には，次のような問題点があった。すなわち，電池製造後のエージング時における通電が困難であることと，経年時にシール性が低下しやすいこととの２点である。
【０００５】
まず前者の問題について述べる。エージング時には，電池に対して外部から強制的に電流を印加する。そのため，外部電源のプローブを端子部材に押し当て，このプローブを経由して電池に充電電流を流す。前記の電池の場合であれば，頭部２２ｃおよび板状体２１の表面に対してプローブを押し当てることになる。このときのプローブと端子部材との接触性がよくないのである。その理由は，頭部２２ｃの存在にある。頭部２２ｃは前述のように，リベットの先端部がかしめられてできた部分である。このため頭部２２ｃの表面は，特許文献１の図２中ではあたかも平坦でかつ板状体２１と同一面をなしているかのように描かれてはいるものの，実際にはかなり凹凸がある。板状体２１の表面より突出している箇所も少なからず存在する。よって，プローブを頭部２２ｃおよび板状体２１の表面に押し当てても，面接触することはなく，非常に狭い接触面積しか得られないのである。
【０００６】
このため，プローブの接触面積を稼ぐためには，図７に示すように，頭部２２ｃを避けてその周囲の板状体２１の表面にのみ接触する特殊な形状のプローブＰを用いる必要がある。それでも，プローブＰにより実際に得られる接触領域Ｑは，図８に示すように合計でも大して広くはない。このため，プローブＰにより電池に大電流を印加することができず，エージングが困難なのである。なお図７では，頭部２２ｃの全体が板状体２１の表面上に存在する例を示している。
【０００７】
次に後者の問題について述べる。このシール性の問題が生じる原因は，従来の構造におけるリベットの長さにある。特許文献１の図２の構造でのリベット２２には，膨出部１１の張り出し高さを包含する長さが必要だからである。図７に示した例でも，リベット２２は板状体２１や蓋体４の厚さ全体を包含しなければならない。一方で近年では，電池の大容量化の要求から，板状体２１や蓋体４が厚くされる傾向があり，リベット長がさらに大きく必要とされるに至っている。
【０００８】
ところでリベット止め後のリベットには，引っ張り応力が常時掛かっている。このため，経年によりリベットはわずかながら伸張する傾向がある。リベットが伸張すれば当然，リベット止め箇所のシール性が低下してしまう。もともとのリベット長が長いほど，経年による伸びしろも大きいので，シール性の低下も著しいことになる。これが，従来の構造で経年によるシール性低下が問題となっていた理由である。
【０００９】
本発明は，前記した従来の電池が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，集電部材と端子部材とのリベット止め箇所において，エージング時における通電を容易にするとともに，経年時のシール性低下を抑制した電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題の解決を目的としてなされた本発明は，発電要素と，発電要素を内蔵するとともに電池の外径をなす外形部材と，外形部材の外部に位置する端子部材と，発電要素と端子部材とを導通させる集電部材とを有する電池に係り，その電池は，外形部材には，集電部材の一部を貫通させる第１の貫通穴が形成されており，端子部材には，集電部材の一部を貫通させる第２の貫通穴と，第２の貫通穴の周囲における外面側に貫通穴を囲んで設けられた，他の部分より薄い環状の凹部と，凹部の周囲における外面側に設けられた平面状の平坦部とが形成されており，端子部材は，外形部材の外面側に，第２の貫通穴が第１の貫通穴の上に重なるように配置されており，集電部材は，第１の貫通穴および第２の貫通穴を貫通して外形部材の内側から外側へ突出するリベット部と，リベット部における外形部材より内側の部分に繋がるとともに，発電要素に接続された接続部とを有し，リベット部における外形部材の外側の先端部が，凹部の底面上に傘状に押し広げられたリベット頭部とされており，リベット頭部と接続部とにより端子部材および外形部材が固定されており，リベット頭部の最大の厚さが，凹部の底面と平坦部との間の段差より小さいものである。
【００１１】
この電池では，リベット頭部が端子部材の凹部内に収まっている。つまりリベット頭部は端子部材の外面上に突出していない。このため，組立後のエージング工程において，先端が平面である通常のプローブを端子部材の外面に押し当てるだけで，リベット頭部に邪魔されることなく，端子部材とプローブとの間の広い接触面が得られる。このため，エージング工程での電流容量が大きく，大電流で充電できる。また，端子部材に凹部が設けられている分，リベット部による挟み付けの軸長が短くなっている。これにより，経年時のリベット部の延びもその分少ない。このため，経年時のシール性低下は少ない。
【００１２】
本発明ではさらに，リベット頭部の縁辺と凹部の壁面との間に隙間があることが望ましい。これにより，リベット止め加工後において，凹部の内部に，リベット頭部により占められていない空間部分を確実に残すことができるからである。こうすることで，リベット頭部の端子部材の外面上への突出を確実に回避できる。なお，ここでいう隙間は，リベット頭部の周りの全周にわたっていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば，集電部材と端子部材とのリベット止め箇所において，エージング時における通電を容易にするとともに，経年時のシール性低下を抑制した電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る電池を示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る電池における外部端子板の付近の平面図である。
【図３】図２に示す部分の，電池容器本体への取り付け前の状態での正面図である。
【図４】図２中のＸ−Ｘ箇所の断面図である。
【図５】実施の形態に係る電池のエージング工程を示す断面図である。
【図６】図５の状況を上方から見た平面図である。
【図７】従来の技術における外部端子とプローブとの接触箇所を示す断面図である。
【図８】図７の状況でのプローブの接触領域を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，図１に示すような電池１に本発明を適用したものである。図１の電池１は，電池容器２に，電極捲回体３を収納したものである。電池容器２は，電池１の外形をなす部材である。また，電池容器２は，容器本体２４と蓋部材５とにより構成されている。蓋部材５には，外部端子板６，７が取り付けられている。外部端子板６，７により，ボルト８，９が固定されている。外部端子板６，７は，平板をクランク状に折り曲げた形状の部材である。外部端子板６，７と蓋部材５との間には，絶縁部材１０，１５が配置されている。
【００１６】
電極捲回体３は，正負の電極板とセパレータとを重ね合わせて捲回したものである。さらに電極捲回体３には，電解液が含浸されている。かかる電極捲回体３は，電池１における発電要素である。電極捲回体３における捲回軸方向と平行な方向の両端には，正負の電極板の一方のみが存在する領域２０と，他方の電極板のみが存在する領域３０とが設けられている。領域２０に外部端子板６が接続されており，領域３０に外部端子板７が接続されている。
【００１７】
電池１における本発明としての特徴は，蓋部材５への外部端子板６，７の取り付け箇所，すなわち図１中に矢印Ａ，Ｂで示す箇所にある。これら２箇所は基本的に，導電性部材の材質は違っても構造は同じである。そこで以下では，代表して矢印Ａの箇所について説明する。図２に，電池１における外部端子板７の付近を上方から見た平面図を示す。図２では，外部端子板７の周囲にわずかに絶縁部材１５が見えている。さらにその周囲に蓋部材５が見えている。平面図では分かりにくいが，図２中の外部端子板７のうち右側の部分が，図１の矢印Ａに対応する，低い部分である。外部端子板６，７の蓋部材５への取り付けはこの部分でなされている。この低い部分における外側の面（図１中上側の面）を以下，「外面７５」という。左側の部分は，図１中で高く盛り上がって見える部分である。ボルト９はこの部分で保持されている。
【００１８】
図３に，図２に示した部分の正面図を示す。ただし図３では，当該部分を容器本体２４に取り付ける前の状態で示している。図３に示されるように，蓋部材５の裏面側には，集電部材１２が取り付けられている。また，蓋部材５と集電部材１２との間には，シール部材１４が挟み込まれている。集電部材１２は，矢印Ａの箇所で外部端子板７に接続されている。そしてその反対側，すなわち図３中で下側の端部で電極捲回体３の領域３０の接続箇所３１（図１参照）に接続されている。これにより，電極捲回体３の電極板と外部端子板７とが導通している。なお当然ながら，図１中の左側の外部端子板６も同様に，電極捲回体３の領域２０の接続箇所２３との導通が集電部材１３により取られている。
【００１９】
集電部材１２と外部端子板７との接続箇所の構造を，図４の断面図に示す。図４は，図２中のＸ−Ｘ箇所の断面図である。図４に示されるように，矢印Ａの箇所では，外部端子板７，絶縁部材１５，蓋部材５のいずれにも，貫通穴７１，１１１，５１が形成されている。このうちの貫通穴５１は，貫通穴７１，１１１より大径である。そして外部端子板７，絶縁部材１５，蓋部材５は，貫通穴７１，１１１，５１が同じ位置に重なり合うように重ね合わせられている。これら３者のうち最も外側に外部端子板７が位置し，最も内側に蓋部材５が位置する。それらの間に絶縁部材１５が挟み込まれている。
【００２０】
そして，これら３者の貫通穴７１，１１１，５１に対して内面側（蓋部材５）から外面側（絶縁部材１５）へ向けて，集電部材１２のリベット部１２１が差し込まれている。集電部材１２は，リベット部１２１と接続部１２０とを有する導電部材である。集電部材１２の接続部１２０は，電極捲回体３の接続箇所３１へ繋がる部分である。集電部材１２のリベット部１２１は，カシメ変形させられること，つまりリベット止めにより，外部端子板７および絶縁部材１５を蓋部材５に対して固定する部分である。図４中にはカシメ変形後の状態が示されている。
【００２１】
さらに，蓋部材５と集電部材１２との間には前述のように，シール部材１４が挟み込まれている。シール部材１４は，円板状の円板部１４１と，その中央の片面側に設けられた円筒状の筒状部１４２とを有する絶縁性の部材である。筒状部１４２の内部は貫通穴となっており，そこにリベット部１２１が通されている。図４中でのシール部材１４は，円板部１４１に対して筒状部１４２が上側（外側）になるようにされており，筒状部１４２は蓋部材５の貫通穴５１の中に入り込んでいる。また，円板部１４１が蓋部材５と接続部１２０との間に位置している。こうして，シール部材１４および絶縁部材１５により，蓋部材５が集電部材１２および外部端子板７から絶縁されている。また，シール部材１４により，矢印Ａのリベット止め箇所のシール性が確保されている。
【００２２】
図４のリベット止め箇所についてさらに説明する。図４に示されるリベット止め箇所はカシメ変形後であるため，リベット部１２１の先端に傘状のリベット頭部１２２が形成されている。これにより，外部端子板７，絶縁部材１５，蓋部材５，シール部材１４が，リベット頭部１２２と接続部１２０とで挟み付けられ，隙間なく固定されている。また，リベット頭部１２２と外部端子板７とが密着していることにより，集電部材１２と外部端子板７とが導通している。
【００２３】
ここで，外部端子板７の外面７５の中央には，凹部７２が形成されている。凹部７２における外部端子板７は当然，他の部分より薄肉である。なお，ここでいう「他の部分」については，外部端子板７のうち［００１７］で述べた「低い部分」のみ考慮すればよい。外部端子板７の貫通穴７１は，凹部７２の中に位置している。つまり凹部７２は，貫通穴７１の周り全周にわたって環状に形成されている。凹部７２の外側には，平坦な平面状の外面７５が広がっている。
【００２４】
そして，リベット頭部１２２は，凹部７２の内部に収まっている。すなわちリベット頭部１２２は，凹部７２の底面７４に沿って広がっている。このため，リベット頭部１２２による外部端子板７の締め付けは，外面７５ではなく底面７４にて行われている。また，リベット頭部１２２の頂面１２２Ｔは，外部端子板７の外面７５より上に突出していない。また，リベット頭部１２２の縁辺１２２Ｃは，凹部７２の壁面７３に達していない。つまり，凹部７２の中には，リベット頭部１２２により占められていない空間の部分が確実に残されている。
【００２５】
このことにより本形態の電池１は，以下の２つの利点を有する。第１に，電池１の組立後におけるエージング工程での電流容量が大きいことが挙げられる。第２に，耐久使用時におけるシール性の低下が少ないことが挙げられる。
【００２６】
第１の利点について説明する。電池１のエージング工程は，図５に示すように，外部端子板７の外面７５上にプローブＲを押し当てることでなされる。この状況を上方から見ると図６に示すように，外部端子板７とプローブＲとの接触領域Ｓは，凹部７２の外側全周にわたって存在しており，外部端子板７の外面７５のうちかなりの部分を占める。したがって外部端子板７とプローブＲとの接触面積は，図５と図７との比較では従来とさほど変わらないように思えるかも知れないが実際には，図６と図８とを比較すれば明らかなように従来よりかなり広い。このように外部端子板７とプローブＲとの接触面積が広いので，エージング工程での電流容量が大きく，大電流での高速充電が可能なのである。これが第１の利点である。
【００２７】
次に第２の利点について説明する。電池１における外部端子板７と蓋部材５との固定，およびこれらの部材の貫通穴７１，５１のシールは基本的に，リベット部１２１のリベット止めによっている。よって課題の欄で述べたようにリベット止め後におけるリベット部１２１の伸びが，シール性の低下の原因となりうる。
【００２８】
しかしながら電池１では前述のように，外部端子板７に凹部７２が設けられている。このため，リベット止め箇所における外部端子板７の厚さは，凹部７２以外の箇所における外部端子板７の厚さと比較して，凹部７２の深さＤ（図４参照，すなわち凹部７２の底面７４と外面７５との段差）の分だけ薄い。これにより，リベット部１２１のリベット軸長Ｈも，凹部７２が設けられていない場合と比較して，深さＤの分だけ短い。つまり，集電部材１２の接続部１２０とリベット頭部１２２とに挟み込まれる部材の総厚が深さＤの分だけ小さい。一方，リベット部１２１の耐久使用時におけるその伸びしろは軸長Ｈに比例する。よって，リベット軸長Ｈが短いということはその伸びしろも短いということである。このため電池１では，耐久使用時におけるリベット部１２１の箇所のシール性の低下が少ない。
【００２９】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，外部端子板７に凹部７２を設け，リベット部１２１の先端をリベット加工する際にリベット頭部１２２が完全に凹部７２の内部に収まるようにしている。これにより，リベット頭部１２２の頂面１２２Ｔが外部端子板７の外面７５から突出することがないようにしている。また，リベット部１２１のリベット軸長を短く抑えている。これにより，エージング工程での電流容量を大きく確保し，かつ，耐久使用によるシール性低下を抑制した電池が実現されている。また，リベット頭部１２２の縁辺１２２Ｃが凹部７２の壁面７３に達していないことから，凹部７２内には空の空間部分が確実に残っている。
【００３０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，凹部７２の平面視（図２等）における形状は，円形に限らない。凹部７２は，貫通穴７１の周囲に全周にわたって設けられており，リベット頭部１２２を収められる大きさがあればよい。ただし，前述の外部端子板７とプローブＲとの接触領域Ｓを確保するため，あまり大きすぎない方がよい。また，図４の断面図における絶縁部材１５やシール部材１４の形状は，図示の通りには限られない。例えば，筒状部１４２は，シール部材１４の一部とする代わりに絶縁部材１５の一部として形成されているものであってもよい。
【００３１】
また，図４に示した断面構造，すなわち本発明の特徴を，図１における矢印Ａの箇所に適用する代わりに，矢印Ｂの箇所に適用したものであってもよい。あるいは，矢印Ａ，Ｂの両方の箇所に本発明の特徴を適用したものであってもよい。言い替えると，本発明の特徴は，電池の正極側と負極側とのいずれに設けられてもよいし，両方に設けられてもよい。また，集電部材１２の接続部１２０のうち図３に現れている範囲より下の部分，すなわち電極捲回体３との接続部分の形状は任意である。また，電池１自体の種類にも特段の限定はない。リチウムイオン電池，リチウム電池，ニッケル水素電池など何でもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１２      集電部材
１２０    接続部
１２１    リベット部
１２２    リベット頭部
１２２Ｃ  縁辺
３        電極捲回体（発電要素）
５        蓋部材（外形部材）
５１      貫通穴
７        外部端子板（端子部材）
７１      貫通穴
７２      凹部
７３      壁面
７４      底面
７５      外面（平坦部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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