(57)【要約】      （修正有）【課題】  電池温度または電池内部の圧力の変化に応じて充電回路のオン・オフを制御するためのスイッチ機構を内蔵する密閉形蓄電池において、前記スイッチ機構を構成する部品点数が少なく構造が簡単で、スイッチ動作の信頼性の高いスイッチ機構を備える密閉形蓄電池を提供する。【解決手段】  スイッチ機構を、蓄電池の内部空間とその外側のキャップ内空間１とを金属製仕切板２によって区画し、該仕切板に向かって突出する凸部４を設けた金属部材３を備え、前記仕切板をキャップ内空間側および内部空間側に撓み変形させる構成とし、常時は前記仕切り板と金属部材の凸部の先端を当接させて極板と外部端子を結ぶ回路をオンに保ち、前記内部空間側の押圧力が増大したときに前記仕切板をキャップ内空間側に撓み変形させ、仕切板と金属部材に設けた凸部の先端とを離れさせることによって前記回路をオフにすることにより、前記回路のオン・オフを司るスイッチ機構とする。【選択図】図１
2005243386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極板と外部端子を兼ねるキャップを電気的に導通させる回路に、蓄電池の発電要素を収納する内部空間とその外側のキャップ内空間とを区画し、前記キャップ内空間から内部空間に向かう力および内部空間からキャップ内空間に向かう力によって内部空間側およびキャップ内空間側に向かって撓み変形する金属製仕切板と、該仕切板の内側に仕切板に向かって突出する凸部を設けた金属部材を備え、常時は前記仕切り板と金属部材に設けた凸部の先端を当接させて極板と外部端子を結ぶ回路をオンに保ち、前記内部空間からキャップ内空間に向かう力が増大したときに前記仕切板をキャップ内空間側に向かって撓み変形させ、仕切板と金属部材に設けた凸部の先端とを離れさせることによって前記回路をオフにすることにより、前記回路のオン・オフを司るスイッチ機構を備えたことを特徴とする密閉形蓄電池。
【請求項２】
前記仕切板と金属部材の間またはキャップと仕切板の間に形状記憶合金を配置した密閉形蓄電池であって、前記内部空間からキャップ内空間に向かう力の増大が、形状記憶合金の温度が上昇したときの熱変態に由来することを特徴とする請求項１に記載の密閉形蓄電池。
【請求項３】
極板と外部端子を兼ねるキャップを電気的に導通させる回路に、蓄電池の発電要素を収納する内部空間とその外側のキャップ内空間とを区画し、前記キャップ内空間から内部空間に向かう力および内部空間からキャップ内空間に向かう力によって内部空間側およびキャップ内空間側に向かって撓み変形する金属製仕切板と、前記キャップに、仕切板に向かって突出する凸部を設け、常時は前記仕切り板とキャップに設けた凸部の先端を当接させて極板と外部端子を結ぶ回路をオンに保ち、前記キャップ内空間から内部空間に向かう力が増大したときに前記仕切板を内部空間側に向かって撓み変形させ、仕切板とキャップに設けた凸部の先端とを離れさせることによって前記回路をオフにすることにより、前記回路のオン・オフを司るスイッチ機構を備え、前記仕切板がキャップと仕切板の間に配置した形状記憶合金の熱変態によって撓み変形することを特徴とする密閉形蓄電池。
【請求項４】
前記形状記憶合金の熱変態温度が、４０〜５０℃であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の密閉形蓄電池。
【請求項５】
前記内部空間が金属製仕切板によって気密に密閉されており、前記内部空間からキャップ内空間に向かう力の増大が内部空間の気体圧力の増大に由来することを特徴とする請求項１に記載の密閉形蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電中に密閉形蓄電池の温度または密閉形蓄電池内部の圧力が所定値を超えたときに充電を停止し、前記温度または圧力が低下して所定値以下に戻ったときに充電を再開するスイッチ機構を内蔵する密閉形蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポータブル機器の電源として主に用いられている蓄電池としては、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム電池などのアルカリ蓄電池や小型シール鉛電池、リチウムイオン電池がある。特にアルカリ蓄電池はサイクル特性に優れ、耐過充電性、耐過放電性にも優れるところからサイクルサービス用の蓄電池として重用されている。
ユーザーの要望により、充電を短時間で済ませることができることが望まれ、特にサイクルサービス用蓄電池に対して急速充電技術の開発が要求されている。該要求に応えるために、１５〜３０分間という従来にない短時間で充電を完了させる急速充電に適応した密閉形蓄電池の開発が行われている。
【０００３】
ニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム電池においては、充電中に電解液を構成する水が分解してガスが発生しても、発生したガスを電極で吸収して元の水に戻す機構が働くように設計されている。しかし、前記のような急速充電を行った場合、ガスの吸収速度が発生速度に追いつかないために、蓄電池内部の空間にガスが蓄積して蓄電池内部の圧力が上昇する。また、充電に伴う発熱のために電池の温度が上昇する。蓄電池内部の圧力が上昇して圧力開放弁が動作すると、蓄積したガスが外部に放出されそれに伴って電解液量が減少する。また、蓄電池の温度が上昇すると正極や負極の活物質など構成材料の変質が起き、電池の特性が低下する虞がある。特に、水素吸蔵合金電極を負極に適用したニッケル水素蓄電池においては、蓄電池の温度が５０〜６０℃を超えると水素吸蔵合金電極の性能が低下する。
【０００４】
前記急速充電を行うことによる電池の特性低下を防ぐ方法として、充電時に電池内部の圧力が上昇して所定圧力に達すると充電を一次遮断し、蓄電池内部に蓄積したガスが電極に吸収されて蓄電池内部の圧力が所定圧力以下になると充電を再開するスイッチ機能を内蔵する蓄電池が提案されている。（例えば特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】US 2002/0119364 A1 号公報  図７は、特許文献１に提案されている密閉形蓄電池のスイッチ機能を説明するための図であって、密閉形蓄電池２１の要部断面図である。電槽３０には電極群が収納され、該電極群を構成する正極板１０と正極端子を兼ねるキャップ２９は、正極リード板１１、接続端子２３、該接続端子２３に接合されたスイッチ２２の第１端子２４、スイッチ２２の第２端子２５を介して電気的に接続している。電槽３０の開放端は、熱可塑性樹脂の成形体であるグロメット２６および該グロメット２６の中央部に設けた透孔２７に嵌合させた接続端子２３によって気密に封止されている。常時は、弾性体２８の弾性変形に由来する応力によって、第１端子２４が下向きに押圧され、第１端子２４と第２端子２５が当接してスイッチ２２がオンの状態にある。充電時に蓄電池の内圧が上昇して所定値を超えると、グロメット２６の中央部分が上方に撓み、該撓みにともなってスイッチ２２の第１端子２４が上方に移動してスイッチ２２の第２端子２５から離れてスイッチ２２がオフの状態になり、充電が一時遮断される。このように、密閉形蓄電池に、充電時の電池内部の圧力変化に応じて充電をオン・オフさせる充電制御機能を付与することにより、充電時に蓄電池の温度が上昇するのを抑制できる効果を奏する。
【０００６】
しかし、図７に示したスイッチの構造の場合、従来のガスケットに替えて構造の複雑なグロメットを必要とし、また、接続端子およびそれに接合したスイッチの第１端子などの従来用いていない部品を必要とするなど、部品点数が多く、また、スイッチ機構の占有体積が大きい欠点がある。
【０００７】
別の文献には、正極と正極端子を互いに接合した２つの金属部材を介して接続し、蓄電池内部の圧力が所定値を超えたときに、該圧力によって一方の部材を変形させて前記接合点を剥離させ回路を遮断し、バネ部材によって該剥離状態を保って、２つの金属部材が２度と接触することのないようにした非復帰形の安全機構が提案されている。（例えば特許文献２参照）
【０００８】
【特許文献２】特開平１１−１７６４１７号公報  該提案に係る回路遮断による蓄電池の安全機構は、構造が簡単であるが、しかし、該構成の蓄電池は充電を行うことにより繰り返し使用できるという蓄電池の特徴を犠牲にしたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記の従来のスイッチ機構内蔵式の密閉形蓄電池では、構造が複雑で、かつ、スイッチ機構の占める容積が大きい欠点がある。また、非復帰形のスイッチ機構内蔵式の密閉形蓄電池においては、一旦スイッチが動作した後は使用不能になる欠点がある。さらに、従来のスイッチ機構によれば、蓄電池の内部圧力の変化に応じてスイッチを動作させることにより、間接的に充電時の温度上昇を抑制しているが、より正確に蓄電池の温度を制御するためには、直接蓄電池の温度の変化に応じてスイッチを動作させる方が好ましい。
本発明は、従来のスイッチ機構に比べて、スイッチ機構を構成する部品点数が少なく、構造が簡単であり、かつ、その占有体積を極力小さくすることにより、スイッチ機構を内蔵させたことによって蓄電池の容量が小さくなったり、蓄電池の外径寸法が大きくなるのを抑制せんとするものである。また、蓄電池の温度の変化に応じて動作する簡便なスイッチ機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために、前記スイッチ機構を、極板と外部端子を電気的に導通させる回路に、蓄電池の発電要素を収納する内部空間とその外側のキャッップ内空間とを区画し、前記内部空間側から受ける押圧およびキャップ内空間側から受ける押圧によってキャップ内空間側および内部空間側に撓み変形する金属製仕切板と該仕切板に向かって突出する凸部を設けた金属部材を備え、常時は、前記仕切り板と金属部材に設けた凸部の先端を当接させて、極板と外部端子を結ぶ回路をオンに保ち、前記内部空間側の押圧力が増大したときに前記仕切板をキャップ内空間側に撓み変形させ、仕切板と金属部材に設けた凸部の先端とを離れさせることによって前記回路をオフにすることにより前記回路のオン・オフを司るスイッチ機構とする。（請求項１）
また、前記仕切板と金属部材の間またはキャップと仕切板の間に形状記憶合金を配置した密閉形蓄電池であって、前記内部空間からキャップ内空間に向かう力の増大が、形状記憶合金の温度が上昇したときの熱変態に由来するスイッチ機構とする。（請求項２）
【００１１】
前記スイッチ機構を、極板と外部端子を兼ねるキャップを電気的に導通させる回路に、蓄電池の発電要素を収納する内部空間とその外側のキャップ内空間とを区画し、前記キャップ内空間から内部空間に向かう力および内部空間からキャップ内空間に向かう力によって内部空間側およびキャップ内空間側に向かって撓み変形する金属製仕切板と、前記キャップに、仕切板に向かって突出する凸部を設け、常時は、前記仕切り板とキャップに設けた凸部の先端を当接させて極板と外部端子を結ぶ回路をオンに保ち、前記キャップ内空間から内部空間に向かう力が増大したときに前記仕切板を内部空間側に向かって撓み変形させ、仕切板とキャップに設けた凸部の先端とを離れさせることによって前記回路をオフにすることにより、前記回路のオン・オフを司るスイッチ機構を備え、前記仕切板がキャップと仕切板のの間に配置した形状記憶合金の熱変態によって撓み変形するスイッチ機構とする。（請求項３）
前記スイッチ機構を構成する形状記憶合金の熱変態温度を、４０〜５０℃としたスイッチ機構とする。（請求項４）
【００１２】
前記スイッチ機構を、極板と外部端子を電気的に導通させる回路に、蓄電池の発電要素を収納する内部空間とその外側のキャップ内空間とを区画する金属製仕切板を配置し、前記内部空間側から受ける押圧およびキャップ内空間側から受ける押圧によってキャップ内空間側および内部空間側に撓み変形する金属製仕切板と該仕切板に向かって突出する凸部を設けた金属部材を備え、常時は前記仕切り板と金属部材の凸部の先端を当接させて極板と外部端子を結ぶ回路をオンに保ち、前記内部空間側の押圧力が増大したときに前記仕切板をキャップ内空間側に撓み変形させ、仕切板と金属部材に設けた凸部の先端とを離れさせることによって前記回路をオフにすることにより前記回路のオン・オフを司るスイッチ機構であって、内部空間を前記金属製仕切板によって気密に密閉し、前記内部空間からキャップ内空間に向かう力の増大が、内部空間の気体圧力の増大に由来するスイッチ機構とする。（請求項５）
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜５に記載の密閉形蓄電池によれば、スイッチ機構の構造を簡単にすることによって、従来のスイッチ機構に比べてスイッチ機構を構成する部品の点数を少なく、かつ、その占有体積を小さくできる。
また、請求項２〜４に記載の密閉形蓄電池によれば、蓄電池の温度変化によってスイッチ機構を動作させるので、蓄電池内部空間の圧力変化を検知してオン・オフを司るスイッチ機構により間接的に蓄電池の温度上昇を抑制する方式に比べて蓄電池の温度制御の信頼性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に実施形態により本発明の詳細を説明するが、本発明は、以下の実施形態の記載内容に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る密閉形蓄電池の要部断面図であり、図１（イ）は蓄電池の温度が所定値以下であって、スイッチがオンであるときの状態を示す図であり、図１（ロ）は蓄電池の温度が所定値を上回っており、スイッチがオフであるときの状態を示す図である。。図１において１は、正極端子を兼ねるキャップ、２は、蓄電池の内部空間（金属製電槽１２と仕切板２によって区画された空間）とキャップ内空間（キャップ１と仕切板２によって区画された空間）とを区画する金属製の仕切板であってスイッチの第１端子である。３は、仕切り板２の内側に配置した金属部材であって、図１に示す如く、金属部材３の中央部分に窪みを付け、前記仕切板２との間に間隔を設ける。金属部材３の中央部分に、仕切板に向かって突出する凸部４を設け、該凸部４の先端がスイッチの第２端子となる。前記キャップ１、仕切板２、ドーナツ状絶縁フィルム５、金属部材３の周縁部は図１の順に重なり、熱可塑性樹脂の成型体であるガスケット８により狭持されている。金属製電槽１２の開口端をかしめることによって、金属製部材３およびキャップ１とガスケットの界面、金属製電槽１２とガスケット８の界面が気密に封止されている。キャップ１と仕切板２の周縁部分は当接しており、両者の間は電気的に導通関係にあるが、仕切板２と金属部材３の周縁部分はドーナツ状の電気絶縁フィルム５によって絶縁されている。金属製部材３と捲回式電極群を構成する正極板１０は、正極リード板１１を介して接続されている。また、内部空間とキャップ内空間の気体圧力に差が生じないよう、金属製部材３に透孔６、仕切板２に透孔１５を設けてある。なお、７はゴム製の弾性体で、常時仕切り板２に対して図の下向きに該弾性体７の押圧力が加わっている。金属部材３と仕切板２の間には形状記憶合金コイル１３が配置され、該形状記憶合金コイル１３と金属部材３は電気絶縁フィルム１４によって絶縁されている。なお、９はキャップ１に設けた肉薄部（安全弁）で、万一蓄電池内の気体圧力が異常に上昇したときには、該肉薄部が破れ内部に蓄積した気体が蓄電池外に放出される。
【００１５】
常時は、図１（イ）に示したように、金属部材３に設けたスイッチの第２端子である凸部４の先端とスイッチの第１端子である仕切板２が当接してスイッチがオンの状態にある。蓄電池の温度が上昇し、形状記憶合金コイル１３の温度が熱変態温度に達すると、図１（ロ）に示したように形状記憶合金コイル１３が伸びて、仕切板２が凸部４の先端から離れてスイッチがオフの状態になる。蓄電池の温度が下降して、形状記憶合金コイル１３の温度が熱変態温度以下になると形状記憶合金コイル１３が縮み、図１（イ）に示したスイッチオンの状態に戻る。このように、形状記憶合金コイル１３が熱変態によって伸縮し、キャップ１に接している仕切板２が連動して上下に動くことで、仕切板２が金属部材３に設けた凸部４との接離を繰り返し、正極板１０とキャップ１を結ぶ回路のオン・オフが行われる。
本発明で使用する形状記憶合金コイルとしては、一般的な合金であるＴｉ−Ｎｉ合金が適用できる。
なお、変態温度は合金組成、熱処理条件により適宜設定することが可能である。ただし、ニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム電池においては、充電時の酸素発生開始時点の温度は４０〜５０℃であり、特にニッケル水素蓄電池においては水素吸蔵合金電極が５０〜６０℃を超えると性能が劣化する。酸素の発生を抑制したり水素吸蔵合金電極の劣化を防ぐには、形状記憶合金コイル１３の変態温度は４０〜５０℃に設定するのが好ましく、４０〜４５℃に設定するのがさらに好ましい。また、金属製の仕切板２の材質および厚さは特に限定されるものではないが、耐食性が高く、且つ、接触抵抗が小さいところからニッケルまたはニッケルメッキを施した鋼板が好ましく、可撓性を得やすいところから、厚さを０．１〜０．８ｍｍとすることが好ましい。
【００１６】
なお、本実施の形態のように、形状記憶合金の熱変態によってスイッチを動作させる方式においては、キャップ内空間と内部空間に差圧（気体の圧力差）が生じないようにすればよく、図１に示した透孔６は必ずしも必要ではないが、この場合、金属部材３を内部の圧力に耐えるだけの機械的強度を持ったものにすると同時に金属製電槽に肉薄部を設ける等、別途に安全弁を設けることが望ましい。また、本実施形態のようにキャップ内空間と内部空間の間を気体が自由に行き来する方式では、仕切板２によって内部空間を気密に密閉する必要がないので、仕切板２の形状を例えば舌状など自由に選ぶことができる。
【００１７】
なお、前記図７に示した従来のスイッチ機構の場合には、グロメット２６が一様に撓み変形せずにスイッチ２２の第１端子２４が第２端子２５に対して傾いた場合、スイッチの第１端子２２が上方に移行したにも拘わらずスイッチ２２の第１端子２４と第２端子２５が完全に離れずに点で接触するためにスイッチがオフに切り替わらない虞があるのに対して、本第１の実施形態においてはスイッチの第２端子である凸部４の先端が小面積であるのでスイッチの第１端子である仕切板２が上方へ撓み変形した場合には、確実に離れ易く、そのために図７に示した従来のスイッチに比べて信頼性の高いスイッチ動作が得られ易い利点がある。
【００１８】
図８に、本実施形態に係るスイッチ機構を備えた密閉形ニッケル水素蓄電池を定電圧充電した際の充電電流と電池温度の時間的推移を示す。充電の後半において、スイッチが動作して充電のオンとオフが交互に繰り返され、定電圧を印加しているにも拘わらず充電中の電池温度が５０℃を超えないように制御されている。
【００１９】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る密閉形蓄電池のスイッチの構造を説明するための要部断面図であって、スイッチがオンのときの状態を示す図である。前記第１の実施形態において、形状記憶合金コイル１３の上端が仕切板２に止着されており、下端は絶縁フィルム１４に止着されている。該構成とすることにより、仕切板２の中央部分は形状記憶合金コイルが熱変態（形状記憶合金の温度が上昇して熱変態温度を超えたときの伸び、および形状記憶合金の温度が下降して熱変態温度を下回ったときの縮み）するのに伴い上下方向に撓み変形する。仕切板２が図の上方に撓み金属部材３に設けた凸部４の先端と仕切板２が離れてスイッチがオフになり、仕切板２が下方に撓み変形して金属部材３に設けた凸部４の先端と仕切板２が当接すると、スイッチがオンの状態に戻る。本実施形態によれば、前記第２の実施形態において弾性体７を省くことができ、第１の実施形態に比べてさらにスイッチの高さ寸法を低減することが可能である。
【００２０】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る密閉形蓄電池のスイッチの構造を説明するための要部断面図であって、スイッチがオフのときの状態を示す図である。形状記憶合金コイル１３がキャップ１と仕切り板２に囲まれた空間内に配置され、該形状記憶合金コイル１３の上端はカップ１に止着されており、下端は仕切板２に止着されている。仕切板２と金属部材３の間に電気絶縁フィルム５を配置することにより、両者は絶縁されている。該構成とすることにより、仕切板２の中央部分は形状記憶合金コイルが熱変態（形状記憶合金の温度が上昇して熱変態温度を超えたときの縮み、および形状記憶合金の温度が下降して熱変態温度を下回ったときの伸び）するのに伴い上下方向に撓み変形する。仕切板２が図の上方に撓み金属部材３に設けた凸部４の先端と仕切板２が離れてスイッチがオフになり、仕切板２が下方に撓み変形して金属部材３に設けた凸部４の先端と仕切板２が当接してスイッチがオンの状態に戻る。本実施形態によれば、前記第２の実施形態同様、弾性体７を省くことができる。
【００２１】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る密閉形蓄電池の要部断面図であり、図４（イ）は、蓄電池の温度が所定値以下であって、スイッチがオンであるときの状態を示す図であり、図４（ロ）は、蓄電池の温度が所定値を上回っており、スイッチがオフであるときの状態を示す図である。前記図１に示した第１の実施形態とは、キャップ１に仕切板２に向かって突出する凸部４を設けた点と形状記憶合金コイル１３をキャップ内空間内に配置し、その上端を電気絶縁フィルム１４に止着し、下端を仕切板２に止着した点で相違する。該構成とすることにより、仕切板２の中央部分は形状記憶合金コイルが熱変態（形状記憶合金の温度が上昇して熱変態温度を超えたときの伸びおよび形状記憶合金の温度が下降して熱変態温度を下回ったときの縮み）するのに伴い上下方向に撓み変形する。仕切板２が図の上方に撓むと、図４（イ）に示したように、キャップ１に設けた凸部４の先端と仕切板２が当接してスイッチがオンになり、仕切板２が下方に撓むと、図４（ロ）に示したように、キャップ１に設けた凸部４の先端と仕切板２が離れてスイッチがオフになる。本実施形態によれば、前記第１の実施形態において金属部材３、弾性体７を省くことができ、スイッチの高さ寸法をさらに低減することが可能である。
【００２２】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る密閉形蓄電池の要部断面図であり、図５（イ）は、蓄電池内部の気体圧力が所定値以下であって、スイッチがオンであるときの状態を示す図であり、図５（ロ）は、蓄電池内部の気体圧力が所定値を上回っており、スイッチがオフであるときの状態を示す図である。図５において１は、正極端子を兼ねるキャップ、２は、蓄電池の内部空間とキャップ内空間とを区画し、内部空間を気密に密閉する金属製の仕切板であってスイッチの第１端子となる。３は仕切り板２の内側に配置した金属部材である。前記キャップ１、仕切板２、ドーナツ状絶縁フィルム５、金属部材３の周縁部は図の順に重なり、熱可塑性樹脂の成型体であるガスケット８により狭持されている。金属製電槽１２の開口端をかしめることによって、金属製部材３およびキャップ１とガスケットの界面、金属製電槽１２とガスケット８の界面が気密に封止されている。キャップ１と仕切板２の周縁部分は当接しており、両者の間は電気的に導通関係にあるが、仕切板２と金属部材３の周縁部分はドーナツ状の絶縁フィルム５によって隔離されている。
【００２３】
図５に示す如く、金属部材３の中央部分に窪みを付け、前記仕切板２との間に間隔を設ける。キャップ１と仕切り板２に囲まれた空間にゴム製の弾性体７を配置し、前記仕切板２を蓄電池の内部空間方向に押圧している。前記金属部材３の中央部分に設けた窪みに前記仕切板２に向かって突出する凸部４を設けスイッチの第２端子とする。図５（イ）に示す如く、常時は、スイッチの第１端子である前記仕切り板２をスイッチの第２端子である凸部４の先端に当接させることによって、金属部材３と仕切板２の間を電気的に導通させる。捲回式極群を構成する正極板１０と前記金属部材３とを正極リード板１１によって接続させ、常時は、正極板１０とキャップ１が電気的に接続されている。
【００２４】
前記仕切り板２は可撓性を有しており、図の上下方向の押圧力によって撓み変形する。充電時に蓄電池内部圧力が上昇し、所定値を超えたときに、仕切板２は蓄電池内部の押圧力によって図の上方向に向かって変形し、図５（ロ）に示すように、スイッチの第１端子である仕切板２とスイッチの第２端子である凸部４の先端が離れ、正極板１０とキャップ１を結ぶ回路が遮断される。なお、６は金属部材３と仕切板２で囲まれた空間とその内側空間の気体の圧力が等しくなるよう気体を自由に通過させるための透孔であり、１７はキャップ１と仕切板２で囲まれた空間と大気の気体の圧力を等しく保つための透孔である。前記回路をオフとし、充電を止めている間に蓄電内部の空間に蓄積した気体が電極に吸収されて蓄電池内部の気体の圧力が降下し所定値以下になると、仕切板２が弾性体７の押圧力によて図の下方に移行し元の（常時の）位置に戻り、スイッチがオンに切り替わる。スイッチが動作する圧力は、主として弾性体の弾性率、電池に組み込む時の弾性体の変形率を替えることによって自由に設定することができる。また、金属製の仕切板２の材質および厚さは特に限定されるものではないが、耐食性が高く、且つ、接触抵抗が小さいところからニッケルまたはニッケルメッキを施した鋼板が好ましく、可撓性を得やすいところから、厚さが０．１〜０．８ｍｍとすることが好ましい。本実施形態に示したスイッチ機構は、前記図７に示したグロメット２６に替えて通常のガスケット８を適用することができ、接続端子２３や、スイッチの第１端子２４のような複雑な部品を必要とせず、従来電池のスイッチ機構に比べて部品点数が少なくて済み、構造を簡単にできる利点がある。
【００２５】
内部空間の気体圧力の増大に応じてスイッチを動作させる方式においては、仕切板２と金属製電槽１２によって区画された内部空間が気密に密閉されていなければならない。万一、内部空間の気体圧力が異常に上昇した場合、内部空間に蓄積した気体を外部に放出する必要がある。金属製電槽に肉薄部を設け、該肉薄部を安全弁とする方法も適用できるが、図５に示したように、仕切板２に肉薄部１６を設けて安全弁とし、内部空間に蓄積した気体を透孔１７を経由して外部に放出することもできる。本実施形態に係るスイッチの動作圧力は主として弾性体７の弾性歪みに伴う応力の大きさを選定することによって適正な値に設定することができるが、円筒形蓄電池の場合、本スイッチとは別に設けた安全弁の動作圧以下であって、充電中の電池温度が好ましい温度を超えて上昇しない範囲に設定することが好ましい。円筒形ニッケル水素蓄電池やニッケルカドミウム電池の場合には、スイッチの動作圧力を１．７〜２．４メガパスカル（ＭＰａ）に設定することが好ましい。
【００２６】
（第６の実施形態）
図６は、本発明の第６の実施形態に係る密閉形蓄電池のスイッチの構造を説明するための要部断面図であって、スイッチがオンのときの状態を示す図である。本実施形態においては、キャップ１に、透孔１７に替えて安全弁として肉薄部９を設ける。本実施形態においては、キャップ１と仕切板２に囲まれた空間は気密に密閉されており、充電時に蓄電池内部の圧力が上昇したときには、仕切板２が図の上方に撓み金属部材３に設けた凸部４の先端と仕切板２が離れてスイッチがオフになり、蓄電値内部の圧力が低下したときには、前記キャップ１と仕切板２に囲まれた空間に閉じこめられた気体の圧力により仕切板２が下方に押され金属部材３に設けた凸部４の先端と仕切板２が当接してスイッチがオンの状態に戻る。本実施形態によれば、前記第５の実施形態において弾性体７を省くことができ、スイッチの高さ寸法を低減することが可能である。
【００２７】
本発明に係る密閉形蓄電池においては、前記図１から図６に示すように、スイッチの構造が従来電池のスイッチに比べて部品点数が少なくて済み構造が簡単である。また、部品点数が少なくて済むためにスイッチの高さ寸法を小さくすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る密閉形蓄電池は、充電時の蓄電池内部の気体圧力の変化や電池の温度変化により、充電電流を遮断および接続することが可能なスイッチ機構を備えることにより急速充電に適応した密閉形蓄電池であって、スイッチを構成する部品の点数が少なく、構造が複雑でないことから、低コスト化が可能であり、また、スイッチ機構の小型化が可能になるので産業上の利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るスイッチ機構の第１の実施形態を示す密閉形蓄電池の要部断面図である。
【図２】本発明に係るスイッチ機構の第２の実施形態を示す密閉形蓄電池の要部断面図である。
【図３】本発明に係るスイッチ機構の第３の実施形態を示す密閉形蓄電池の要部断面図である。
【図４】本発明に係るスイッチ機構の第４の実施形態を示す密閉形蓄電池の要部断面図である。
【図５】本発明に係るスイッチ機構の第５の実施形態を示す密閉形蓄電池の要部断面図である。
【図６】本発明に係るスイッチ機構の第６の実施形態を示す密閉形蓄電池の要部断面図である。
【図７】従来のスイッチ機構を示す密閉形蓄電池の要部断面図である。
【図８】本発明に係る密閉形蓄電池の定電圧充電特性の１例を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１              キャップ
２              仕切板
３              金属部材
４              凸部
５、１４        電気絶縁フィルム
６、１５、１７  透孔
７              弾性体
８              ガスケット
９、１６        安全弁
１２            電槽
１３            形状記憶合金コイル  
【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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