(57)【要約】【課題】繰り返し用いることができる自己復帰型の防爆機構とともに、その防爆機構が作動したときのアルカリ電解液の漏液を確実に防止する筒形アルカリ電池を提供する。【解決手段】排気孔１４を形成した正極缶１１の底部に正極端子板１２を被せるとともに、上記排気孔１４を正極缶１１底部と正極端子板１２の間に圧縮状態で装備されたゴム弁１３で閉塞することにより可逆的な圧力作動弁を形成するとともに、上記正極缶１１内部から電池１０外部に至る排気経路に、気体透過性を有する非透液性のフィルム１６を介在させる。【選択図】  図１
2006210275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を収容する有底筒状の正極缶と、この正極缶の開口部を、ガスケットを介して封口する負極端子板と、上記正極缶の外底面に被さる正極端子板を有し、上記正極缶の底部には排気孔が形成され、この排気孔を正極缶底部と正極端子板の間に圧縮状態で装備されたゴム弁で閉塞することにより、可逆的な圧力作動弁が形成された筒形アルカリ電池において、上記正極缶内部から電池外部に至る排気経路に、気体透過性を有する非透液性のフィルムを介在させたことを特徴とする筒形アルカリ電池。
【請求項２】
請求項１において、上記正極缶内部から上記ゴム弁に至るまでの排気経路に、気体透過性を有する非透液性のフィルムを介在させたことを特徴とする筒形アルカリ電池。
【請求項３】
請求項１または２において、上記フィルムは上記正極缶の外底面と上記ゴム弁の間に介在した状態で上記排気孔を塞いでいることを特徴とする筒形アルカリ電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、上記フィルムは、上記正極缶底部の排気孔を取り囲む環状部分で上記正極缶底部に接着されていることを特徴とする筒形アルカリ電池。
【請求項５】
請求項１または２において、上記フィルムは、上記正極缶の内底面に装着された状態で上記排気孔を塞いでいることを特徴とする筒形アルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、防爆機能を備えた筒形アルカリ電池に関し、とくに、繰り返し用いることができる自己復帰型の防爆機構を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ電池（乾電池）は、図４の（ａ）に示すように、有底筒状の金属製電池缶１１に発電要素２０を収納するとともに、その正極缶１１の開口部を、ガスケット２６を介して負極端子板２５で閉塞・封口することにより構成される。
【０００３】
発電要素２０は、正極缶１１内に圧入状態で挿入された環状の正極合剤２１、アルカリ電解液が含浸される筒状のセパレータ２２、このセパレータ２２の内側に充填されたゲル状亜鉛負極合剤２３により構成されている。負極合剤２３中には棒状の負極集電子２４が挿入されている。負極集電子２４は負極端子板２５の内側面にスポット溶接等により接続されている。
【０００４】
正極缶１１は、その内側面に環状の固形正極合剤２１が圧入されることにより正極集電子を兼ねる。ここで、図示の電池１０’では、同図の（ｂ）に部分拡大して示すように、正極端子が正極缶１１の外底面に被さる正極端子板１２によって形成されている。正極缶１１の底部には排気孔１４が形成されている。この排気孔１４は、正極缶１１底部と正極端子板１２の間に圧縮状態で装備されたゴム弁１３で閉塞されている。
【０００５】
正極端子板１２とゴム弁１３間の空間部は、正極端子板１２に設けた通気孔１５により、外気に対して気圧開放されている。電池１０‘内でのガス発生によって正極缶１１の内圧が一定限度を超えると、その内圧により、排気孔１４を塞いでいたゴム弁１３が圧縮されて後退し、これにより排気孔１４が開いて電池内部の発生ガスが外部へ抜ける排気経路（実践矢印）が形成される。つまり、電池の破裂あるいは破損を防止する防爆機能が作動する。
【０００６】
上述した防爆機構は、ガスケット２６が電池内圧で破断することによって作動する不可逆的な防爆ではなく、防爆が作動した後も、電池内圧が正常範囲に戻れば、ゴム弁１３が弾性復帰して排気孔１４を再び閉塞することにより、作動前の状態に自動復帰することができる。つまり、繰り返し用いることのできる可逆的な防爆機構である。この自己復帰型の防爆機構については、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００７】
上述した自己復帰型の防爆機能を備えた筒形アルカリ電池は、ガスを放出した後でも、電池が発電可能ならば、その電池を使用し続けることができる。ガス発生は誤使用等の一時的な原因で生じる場合がけっこう多く、この場合、ガスが発生しても、それを適切に放出することができれば、電池の機能は継続される。
【特許文献１】特開２００１−７６７０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の筒形アルカリ電池には次のような問題を生じることが、本発明者らによりあきらかにされた。  
すなわち、上記防爆機構が作動するときは、電池内圧によるゴム弁１３の圧縮・後退によって排気経路が形成されるが、このとき、電池内のガスだけではなく、そのガスに伴って電池内のアルカリ電解液も電池外へ排出されて、いわゆる漏液を生じることが判明した。この場合の漏液は、電池の封口が破壊されたときのような大量ではないが、強アルカリ溶液であるアルカリ電解液は、微量な漏液であっても機器や周辺を汚し、腐蝕等の様々な障害をもたらす。
【０００９】
この発明は以上のような問題を鑑みてなされたもので、その目的は、繰り返し用いることができる自己復帰型の防爆機構を備えるとともに、その防爆機構が作動したときのアルカリ電解液の漏液を確実に防止することを可能にした筒形アルカリ電池を提供することにある。
【００１０】
本発明の上記以外の目的および構成については、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明が提供する手段は、以下のとおりである。  
（１）発電要素を収容する有底筒状の正極缶と、この正極缶の開口部を、ガスケットを介して封口する負極端子板と、上記正極缶の外底面に被さる正極端子板を有し、上記正極缶の底部には排気孔が形成され、この排気孔を正極缶底部と正極端子板の間に圧縮状態で装備されたゴム弁で閉塞することにより、可逆的な圧力作動弁が形成された筒形アルカリ電池において、上記正極缶内部から電池外部に至る排気経路に、気体透過性を有する非透液性のフィルムを介在させたことを特徴とする筒形アルカリ電池。
【００１２】
上記手段（１）においては、以下のような手段を併せ備えることがとくに有効である。  
（２）上記手段（１）において、上記正極缶内部から上記ゴム弁に至るまでの排気経路に、気体透過性を有する非透液性のフィルムを介在させたことを特徴とする筒形アルカリ電池。
【００１３】
（３）上記手段（１）または（２）において、上記フィルムは上記正極缶の外底面と上記ゴム弁の間に介在した状態で上記排気孔を塞いでいることを特徴とする筒形アルカリ電池。
【００１４】
（４）上記手段（１）〜（３）のいずれかにおいて、上記フィルムは、上記正極缶底部の排気孔を取り囲む環状部分で上記正極缶底部に接着されていることを特徴とする筒形アルカリ電池。
【００１５】
（５）上記手段（１）または（２）において、上記フィルムは、上記正極缶の内底面に装着された状態で上記排気孔を塞いでいることを特徴とする筒形アルカリ電池。
【発明の効果】
【００１６】
繰り返し用いることができる自己復帰型の防爆機構とともに、その防爆機構が作動したときのアルカリ電解液の漏液を確実に防止する筒形アルカリ電池を提供することができる。
【００１７】
上記以外の作用／効果については、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の技術が適用された筒形アルカリ電池１０の一実施形態を示す。まず、同図の（ａ）に示すように、本発明に係るアルカリ電池（乾電池）１０は、有底筒状の金属製電池缶１１に発電要素２０を収納するとともに、その正極缶１１の開口部を、ガスケット２６を介して負極端子板２５で閉塞・封口することにより構成される。
【００１９】
発電要素２０は、正極缶１１内に圧入状態で挿入された環状の正極合剤２１、アルカリ電解液が含浸される筒状のセパレータ２２、このセパレータ２２の内側に充填されたゲル状亜鉛負極合剤２３により構成されている。負極合剤２３中には棒状の負極集電子２４が挿入されている。負極集電子２４は負極端子板２５の内側面にスポット溶接等により接続されている。
【００２０】
正極缶１１は、その内側面に環状の固形正極合剤２１が圧入されることにより正極集電子を兼ねる。さらに、図の（ｂ）に部分拡大して示すように、正極端子が正極缶１１の外底面に被さる正極端子板１２によって形成されている。正極缶１１の底部には排気孔１４が形成されている。この排気孔１４は、正極缶１１底部と正極端子板１２の間に圧縮状態で装備されたゴム弁１３で閉塞されている。
【００２１】
ゴム弁１３は、ゴムまたはゴム状の弾性素材を用いて構成され、その形状は略円盤状または円柱状としてある。
【００２２】
正極端子板１２とゴム弁１３間の空間部は、正極端子板１２に設けた通気孔１５により、外気に対して気圧開放されている。電池１０内でのガス発生によって正極缶１１の内圧が一定限度を超えると、その内圧により、排気孔１４を塞いでいたゴム弁１３が圧縮されて後退し、排気孔１４が開いて電池内部の発生ガスが外部へ抜ける排気経路（点線矢印）が形成されるようになっている。つまり、電池の破裂あるいは破損を防止する防爆機能が作動する。
【００２３】
さらに、この実施形態の電池１０では、上記構成に加えて、正極缶１１内部からゴム弁１３に至る排気経路に、気体透過性を有する非透液性のフィルム１６が介在させられている。このフィルム１６は、気体は通過させるが、アルカリ電解液のような液体に対しては非透過性（防水性）を示すようなフィルム素材を用いて構成され、正極缶１１の外底面とゴム弁１３の間に介在した状態で排気孔１４を塞いでいる。
【００２４】
上記フィルム１６には、たとえば特許文献２に記載の視野選択性フィルムを用いることができる。この視野選択性フィルムは、高分子樹脂フィルムの分子配向方向と略平行に縞状のクレイズ領域を設けものであって、このクレイズは、通気性であるが液体の透過は阻止する非透液性を示す。このクレイズを有するフィルムとして、この実施形態では、市場提供されているモノトランフィルム（商標名）を使用した。
【００２５】
上記フィルム１６が介在していても、電池１０内で発生した高圧のガスは、そのフィルム１６の気体透過性により、そのフィルム１６を透過してゴム弁１３を押圧する。これにより、ゴム弁１３が圧縮されて後退し、排気孔１４が開いて電池１０内部の発生ガスを外部へ放出する排気経路（点線矢印）が形成される。つまり、電池の破裂あるいは破損を防止する防爆機能は正常に作動することができる。このとき、電池内のアルカリ電解液は、上記フィルム１６の非透液性により、そのフィルム１６で遮断されて外部への漏出が阻止される。
【００２６】
これにより、上記防爆機構は、電池内圧が正常範囲に戻ったときに自動復帰して繰り返し用いることができるとともに、その防爆機構が作動したときのアルカリ電解液の漏液を確実に防止することができる。
【００２７】
上記構成において、フィルム１６がアルカリ電解液の移動をさらに確実に遮断するためには、同図の（ｃ）にそのフィルム１６の平面図を示すように、そのフィルム１６が正極缶１１底部の排気孔を取り囲む環状部分で正極缶１１底部に接着されている構造がとくに有効である。同図の（ｃ）の符号１６１はその接着部分を示す。この接着は、接着剤の使用または加熱融着により行うことができる。実施形態では、ヤスハラケミカル社製のマイテイーエースＧ１５０を使用して接着を行った。
【００２８】
ここで、上記フィルム１６を介在させた本発明のアルカリ電池（ＬＲ６乾電池）と、上記フィルム１６を介在させない従来構造のアルカリ電池（ＬＲ６乾電池）を試作し、両者についてそれぞれ、９０℃の温度環境条件による保存試験を行ったところ、図２に示すよう、本発明品は保存日数に対する漏液発生率が従来品に対して著しく向上していることが確認された。
【００２９】
図２に示すように、従来品は保存１５日後から徐々に漏液が発生し出したが、本発明品は漏液発生率を０％に抑えることができた。これは、上記フィルム１６がアルカリ電解液の漏出を確実に遮断できたことを示す。
【００３０】
図３は本発明のさらに好適な実施形態の要部を示す。上記実施形態との相違部分に着目すると、同図に示す実施形態では、上記フィルム１６が正極缶１１の内底面に装着された状態で排気孔１４を塞ぐ構成となっている。この場合、フィルム１６は、電池内圧が高くなったときに、その内圧によって正極缶１１の内底面側に強く押し付けられることにより、その内底面との密着度をさらに高める。
【００３１】
これにより、フィルム１６は、正極缶１１の内底面に接着剤等を使って接着させなくても、その内底面上に単に載置するだけでも、アルカリ電解液の外部への移動を確実に阻止することができる密着状態を得ることができる。
【００３２】
この場合、フィルム１６は、たとえば電池の製造工程でフィルム１６を正極缶１１の内底面に正確に位置決めするような目的で接着すればよい。その位置決めが接着剤無しでもとくに支障なく行なえれば、接着は不要にできる。
【００３３】
以上、本発明をその代表的な実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。たとえば、上記フィルム１６は、正極端子板１２の内側面にその正極端子板１２の通気孔１５を塞ぐように貼り付けてもよい。また、ゴム弁１３は天然または合成のゴムを用いて構成することができるが、ゴム以外の弾性素材も使用可能である。
【特許文献２】特許第３１５６０５８号
【産業上の利用可能性】
【００３４】
繰り返し用いることができる自己復帰型の防爆機構とともに、その防爆機構が作動したときのアルカリ電解液の漏液を確実に防止する筒形アルカリ電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例によるによる筒形アルカリ電池の断面図とその要部の拡大図である。
【図２】本発明による筒形アルカリ電池の９０℃保存試験結果を示すグラフである。
【図３】本発明の別の実施形態を示す要部要部拡大断面図である。
【図４】従来の筒形アルカリ電池の断面図とその要部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  筒形アルカリ電池
１１  正極缶
１２  正極端子板
１３  ゴム弁
１４  排気孔
１５  通気孔
１６  フィルム
１６１  接着部分
２０  発電要素
２１  正極合剤
２２  セパレータ
２３  負極合剤
２４  負極集電子
２５  負極端子板
２６  ガスケット
【図１】
2006210275.tif 000003
【図２】
2006210275.tif 000004
【図３】
2006210275.tif 000005
【図４】
2006210275.tif 000006