(57)【要約】  【課題】比較的薄い板厚の電池ケースを用いながらも高い密閉性と耐漏液性とを有する構造を備えた角形電池およびその角形電池を高い生産性で好適に製造することのできる製造方法を提供する。  【解決手段】有底角筒状の電池ケース１の開口側に形成された拡口部２に、挿入され、拡口部２の下端を支持棚部３として絶縁ガスケット１３が支持され、絶縁ガスケット１３の内側に封口体９が支持され、絶縁ガスケット１３の上方位置に配置された上部連結板１４が拡口部２における少なくとも相対向する一対の長辺側板部１ａ間に架け渡して電池ケース１と接合され、拡口部２の縮口加工により絶縁ガスケット１３を圧縮して開口部の内面と封口体９の周縁部との間が密閉されている。【選択図】  図１
2005158545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の長辺側板部を構成する平面が対向する有底角筒状であって、開口側が拡口されて拡口部が形成された電池ケースと、
前記電池ケースに収納された極板群と注入された電解液とからなる発電要素と、
前記電池ケースの前記拡口部に挿入され、拡口部の下端を支持棚部として支持された絶縁ガスケットと、
前記絶縁ガスケットの内側に支持された封口体と、
前記絶縁ガスケットの上方位置に配置されて、前記拡口部における少なくとも相対向する一対の前記長辺側板部間に架け渡して前記電池ケースと接合された上部連結板とを具備し、
前記拡口部の縮口加工により前記絶縁ガスケットを圧縮して前記開口部の内面と前記封口体の周縁部との間を密閉してなる角形電池。
【請求項２】
上部連結板は、縮口された拡口部の内面形状に対応する外形を有し、且つ中央部に封口体のキャップ状端子の挿通孔が設けられた形状に形成されて、電池ケースにおける少なくとも一対の長辺側板部の内面に対し接合されている請求項１に記載の角形電池。
【請求項３】
封口体の下方位置に配置されて、電池ケースにおける少なくとも相対向する一対の長辺側板部間に架け渡して接合された下部連結板を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の角形電池。
【請求項４】
上部連結板が、絶縁部材を介在した封口体および絶縁ガスケットの各々の上端部に対し重ね合わされている請求項１から３のいずれかに記載の角形電池。
【請求項５】
上部連結板が、絶縁部材を介在した封口体および絶縁ガスケットの上端部に対し加圧力を付与して押し付けられた状態で電池ケースに接合されている請求項１から４のいずれかに記載の角形電池。
【請求項６】
電池ケースの開口端を内方にかしめ加工して形成された折曲部が上部連結板の上面に押し付けられている請求項１から５のいずれかに記載の角形電池。
【請求項７】
絶縁ガスケットは、封口体の周縁部を挟持するガスケット本体部と、前記絶縁ガスケット本体部の上端から内方に延出して前記封口体のフィルタ部と上部連結板との間に介在される平板部と、前記平板部の中央部から立ち上がって前記封口体のキャップ状端子が挿通される角筒部とが一体形成された形状を有している請求項１から３のいずれかに記載の角形電池。
【請求項８】
請求項３から６のいずれかに記載の角形電池を製造するに際して、
電池ケースに極板群を収納し、且つ電解液を注入する工程と、
前記電池ケースにおける前記極板群の上方位置に下部連結板を挿入して、前記下部連結板の両端部を前記電池ケースの一対の長辺側板部に架け渡して接合する工程と、
絶縁部材を介在させた封口体に絶縁ガスケットおよび上部連結板を取り付けて前記電池ケースの拡口部内に挿入し、前記拡口部内の下端の支持棚部上に載置する工程と、
前記拡口部を縮口することにより前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、
前記上部連結板に前記絶縁ガスケットに押し付ける加圧力を付与しながら前記上部連結板の周縁部と前記拡口部の内面とを接合する工程とを備えていることを特徴とする角形電池の製造方法。
【請求項９】
請求項３から６のいずれかに記載の角形電池を製造するに際して、
電池ケースに極板群を収納し、且つ電解液を注入する工程と、
前記電池ケースにおける前記極板群の上方位置に下部連結板を挿入して、前記下部連結板の両端部を前記電池ケースの一対の長辺側板部に架け渡して接合する工程と、
絶縁部材を介在させた封口体に絶縁ガスケットおよび上部連結板を取り付けて前記電池ケースの拡口部内に挿入し、前記拡口部内の下端棚部上に載置する工程と、
前記拡口部を予備封口することにより前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、
前記電池ケースの開口端を内方にかしめ加工して形成した折曲部により前記上部連結板を介し前記絶縁ガスケットを上方から圧縮して縦締めする工程と、
前記拡口部を前記拡口部の内面が前記上部連結板に接触するまで本縮口して前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、
前記上部連結板と前記拡口部の内面とを接合する工程とを備えていることを特徴とする角形電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の角形電池を製造するに際して、
電池ケースに極板群を収納し、且つ電解液を注入する工程と、
前記電池ケースにおける前記極板群の上方位置に下部連結板を挿入して、前記下部連結板の両端部を前記電池ケースの一対の長辺側板部に架け渡して接合する工程と、
絶縁ガスケットの角筒部に封口体のキャップ状端子を挿通し、前記絶縁ガスケットを取り付けた前記封口体を前記電池ケースの拡口部内に挿入して、前記拡口部内の下端の支持棚部上に載置する工程と、
前記拡口部を前記拡口部の内面が前記絶縁ガスケットに接触するまで予備縮口する工程と、
上部連結板の挿通孔に前記絶縁ガスケットの一部を挿通させた状態で前記上部連結板を前記拡口部内に挿入して前記絶縁ガスケットの平板部上に載置する工程と、
前記電池ケースの開口部を内方にかしめ加工して形成された折曲部により前記上部連結板を介し前記絶縁ガスケットを上方から圧縮して縦締めする工程と、
前記拡口部を前記拡口部の内面が前記上部連結板に接触するまで本縮口して前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、
前記上部連結板と前記拡口部の内面とを接合する工程とを備えていることを特徴とする角形電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的薄い板厚の電池ケースを用いながらも高い密閉性と耐漏液性とを有する構造を備えた角形電池およびその角形電池を高い生産性で好適に製造することのできる製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、ＡＶ機器あるいはパソコンや携帯型通信機器などの電子機器のポータブル化やコードレス化が急速に促進されており、これら電子機器の駆動用電源としては、従来においてニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの水溶液系電池が主に用いられてきたが、近年においては、急速充電が可能で体積エネルギ密度および重量エネルギ密度が共に高いリチウム二次電池に代表される非水電解液電池が主流になりつつある。一方、上述のニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池は、大きな負荷特性を必要とするコードレスパワーツールや電気自動車などの駆動用電源としての用途に特化しつつあり、一層の大電流放電特性が求められている。また、その形状としては、機器の薄型化およびスペースの有効利用の観点から、角形あるいは長円形の横断面形状を有する密閉型の角形電池に要望が集まりつつある。
【０００３】
上記密閉型の角形電池は、主として、図１２または図１３に示すような構成によって封口されている。図１２の密閉型の角形電池は、略長方形の横断面形状を有する有底角筒状の電池ケース５０の開口端近傍箇所を拡口して拡口部５０ａを予め形成して、この拡口部５０ａとこれの下方のケース本体部との間に段差形状の支持棚部５０ｂを予め形成しておき、電池ケース５０の本体ケース部内に極板群５１を収納したのち、フィルタ部５４、キャップ状端子５５および弾性弁体５６からなる封口体５３を、拡口部５０ａ内に挿入して、合成樹脂製の絶縁ガスケット５２を介在させた配置で上記支持棚部５０ｂ上に載置し、この状態で拡口部５０ａをケース本体部と略同じ寸法まで縮口することにより、絶縁ガスケット５２を圧縮変形させながら拡口部５０ａでフィルタ部５４の周縁部を横締めし、最後に、電池ケース５０の開口端部を全周にわたり内方に折り曲げるかしめ加工を施して折曲部５０ｃを形成することにより、電池ケース５０の折曲部５０ｃと支持棚部５０ｂとの間でフィルタ部５４を縦締め状態にかしめ固定した封口構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、図１３の密閉型の角形電池は、電池ケース５０の本体ケース部内に極板群５１を収納したのち、略長方形の横断面形状を有する有底角筒状の電池ケース５０の開口端寄りの所定箇所に環状溝５０ｄを形成して、環状溝５０ｄの内方側に支持棚部５０ｅを設け、上記支持棚部５１ｅ上に補強板５８を載置し、さらに、補強板５８上に図１２と同様の封口体５３を絶縁ガスケット５２を介在させて載置し、電池ケース５０の開口端部を内方に折り曲げる折曲部５０ｃを形成することにより、この折曲部５０ｃと補強板５８との間で絶縁ガスケット５２を圧縮してフィルタ部５４を縦締め状態にかしめ固定した封口構造になっている（例えば、特許文献２参照）。なお、補強板５８と電池ケース５０とはレーザ溶接により互いに固定される。
【特許文献１】特開平６−４４９５１号公報
【特許文献２】特開２０００１−２３５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１２の角形電池は、電池ケース５０の拡口部５０ａの縮口による横締めと電池ケース５０の開口端を内方にかしめ加工することによる縦締めとにより絶縁ガスケット５２を圧縮して電池ケース５０の密閉化を図っているが、電池ケース５０における一対の長辺側板部においては、上記横締めおよび縦締めを行っても絶縁ガスケット５２を十分に圧縮変形できないので、この絶縁ガスケット５２によるシールが不十分であって、漏液に対する信頼性が低い。
【０００６】
しかも、上記角形電池では、矢印で図示するように、電池内圧の上昇に伴って一対の長辺側板部が外方へ膨れ出る方向に加圧力を受けたときの膨出抑止機能が弱く、弾性弁体５６が変形してフィルタ部５４の弁口５４ａを通りガスが外部に排出される前に、一対の長辺側板部が矢印で図示するように両側方へ僅かに拡開して、絶縁ガスケット５２によるシール性が失われてしまうことがあり、この点からも耐漏液性が低い。これを防止するために、電池ケース５０の板厚を厚くするか、長辺側板部の長さ寸法を短くして、横締めおよび縦締めによる締付けの保持力を高めることが考えられるが、そのようにすれば、電池ケースの形状として求められている薄型化を図ることができない。
【０００７】
一方、図１３の角形電池では、電池ケース５０にレーザ溶接された補強板５８によって一対の長辺側板部における電池内圧上昇時の膨れによる拡開の発生が防止されているが、電池ケース５０の折曲部５０ｃによる縦締めのみによって絶縁ガスケット５２が上下方向に圧縮されているだけであるから、電池ケース５０の板厚が比較的薄い場合には、やはり図１２と同様の欠点がある。すなわち、一対の長辺側板部においては絶縁ガスケット５２を十分に圧縮変形することができないので、絶縁ガスケット５２によるシールが不十分であって、漏液に対する信頼性が低く、また、電池内圧が上昇したときには、弾性弁体５６が変形してフィルタ部５４の弁口５４ａを通りガスが外部に排出される前に、一対の長辺側板部が矢印で図示するように両側方へ僅かに拡開して、絶縁ガスケット５２によるシール性が失われてしまう。これに対し、電池ケース５０の板厚を厚くするか、長辺側板部の長さ寸法を短くすれば、電池ケースの形状として求められている薄型化を図ることができない。
【０００８】
しかも、上記角形電池では、上記補強板５８の厚みとこの補強板５８に支持される絶縁ガスケット５２の底部の厚みとの和だけ極板群５１の総高を減じる必要があり、高容量化には適さない。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、比較的薄い板厚の電池ケースを用いながらも高い密閉性と耐漏液性とを有する構造を備えた角形電池およびその角形電池を高い生産性で好適に製造することのできる製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の角形電池は、一対の長辺側板部を構成する平面が対向する有底角筒状であって、開口側が拡口されて拡口部が形成された電池ケースと、前記電池ケースに収納された極板群と注入された電解液とからなる発電要素と、前記電池ケースの前記拡口部に挿入され、拡口部の下端を支持棚部として支持された絶縁ガスケットと、前記絶縁ガスケットの内側に支持された封口体と、前記絶縁ガスケットの上方位置に配置されて、前記拡口部における少なくとも相対向する一対の前記長辺側板部間に架け渡して前記電池ケースと接合された上部連結板とを具備し、前記拡口部の縮口加工により前記絶縁ガスケットを圧縮して前記開口部の内面と前記封口体の周縁部との間を密閉してなることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に係る発明の角形電池は、請求項１における上部連結板が、縮口された拡口部の内面形状に対応する外形を有し、且つ中央部に封口体のキャップ状端子の挿通孔が設けられた形状に形成されて、電池ケースにおける少なくとも一対の長辺側板部の内面に対し接合されている。
【００１２】
請求項３に係る発明の角形電池は、請求項１または２において、封口体の下方位置に配置されて、電池ケースにおける少なくとも相対向する一対の長辺側板部間に架け渡して接合された下部連結板を備えている。
【００１３】
請求項４に係る発明の角形電池は、請求項１から３のいずれかにおける上部連結板が、絶縁部材を介在した封口体および絶縁ガスケットの各々の上端部に対し重ね合わされている。
【００１４】
請求項５に係る発明の角形電池は、請求項１から４のいずれかにおける上部連結板が、絶縁部材を介在した封口体および絶縁ガスケットの上端部に対し加圧力を付与して押し付けられた状態で電池ケースに接合されている。
【００１５】
請求項６に係る発明の角形電池は、請求項１から５のいずれかにおいて、電池ケースの開口端を内方にかしめ加工して形成された折曲部が上部連結板の上面に押し付けられている。
【００１６】
請求項７に係る発明の角形電池は、請求項１から３のいずれかにおける絶縁ガスケットが、封口体の周縁部を挟持するガスケット本体部と、前記絶縁ガスケット本体部の上端から内方に延出して前記封口体のフィルタ部と上部連結板との間に介在される平板部と、前記平板部の中央部から立ち上がって前記封口体のキャップ状端子が挿通される角筒部とが一体形成された形状を有している。
【００１７】
請求項８に係る発明の角形電池の製造方法は、請求項３から６のいずれかに記載の角形電池を製造するに際して、電池ケースに極板群を収納し、且つ電解液を注入する工程と、前記電池ケースにおける前記極板群の上方位置に下部連結板を挿入して、前記下部連結板の両端部を前記電池ケースの一対の長辺側板部に架け渡して接合する工程と、絶縁部材を介在させた封口体に絶縁ガスケットおよび上部連結板を取り付けて前記電池ケースの拡口部内に挿入し、前記拡口部内の下端の支持棚部上に載置する工程と、前記拡口部を縮口することにより前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、前記上部連結板に前記絶縁ガスケットに押し付ける加圧力を付与しながら前記上部連結板の周縁部と前記拡口部の内面とを接合する工程とを備えていることを特徴としている。
【００１８】
請求項９に係る発明の角形電池の製造方法は、請求項３から６のいずれかに記載の角形電池を製造するに際して、電池ケースに極板群を収納し、且つ電解液を注入する工程と、前記電池ケースにおける前記極板群の上方位置に下部連結板を挿入して、前記下部連結板の両端部を前記電池ケースの一対の長辺側板部に架け渡して接合する工程と、絶縁部材を介在させた封口体に絶縁ガスケットおよび上部連結板を取り付けて前記電池ケースの拡口部内に挿入し、前記拡口部内の下端棚部上に載置する工程と、前記拡口部を予備封口することにより前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、前記電池ケースの開口端を内方にかしめ加工して形成した折曲部により前記上部連結板を介し前記絶縁ガスケットを上方から圧縮して縦締めする工程と、前記拡口部を前記拡口部の内面が前記上部連結板に接触するまで本縮口して前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、前記上部連結板と前記拡口部の内面とを接合する工程とを備えていることを特徴としている。
【００１９】
請求項１０に係る発明の角形電池の製造方法は、請求項７に記載の角形電池を製造するに際して、電池ケースに極板群を収納し、且つ電解液を注入する工程と、前記電池ケースにおける前記極板群の上方位置に下部連結板を挿入して、前記下部連結板の両端部を前記電池ケースの一対の長辺側板部に架け渡して接合する工程と、絶縁ガスケットの角筒部に封口体のキャップ状端子を挿通し、前記絶縁ガスケットを取り付けた前記封口体を前記電池ケースの拡口部内に挿入して、前記拡口部内の下端の支持棚部上に載置する工程と、前記拡口部を前記拡口部の内面が前記絶縁ガスケットに接触するまで予備縮口する工程と、上部連結板の挿通孔に前記絶縁ガスケットの一部を挿通させた状態で前記上部連結板を前記拡口部内に挿入して前記絶縁ガスケットの平板部上に載置する工程と、前記電池ケースの開口部を内方にかしめ加工して形成された折曲部により前記上部連結板を介し前記絶縁ガスケットを上方から圧縮して縦締めする工程と、前記拡口部を前記拡口部の内面が前記上部連結板に接触するまで本縮口して前記絶縁ガスケットを横方向から圧縮して横締めする工程と、前記上部連結板と前記拡口部の内面とを接合する工程とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の角形電池では、封口体の縮口加工により絶縁ガスケットを十分に横締めした状態で絶縁ガスケットの上方に位置する上部連結板を電池ケースの拡口部における少なくとも一対の長辺側板部間に架け渡して接合した構成を有しているので、電池内圧の上昇時にも拡口部における一対の長辺側板部が外方に膨れ出るのが確実に防止されて、絶縁ガスケットで電池ケースを高精度に密閉した状態を上部連結板によって確実に保持することができる。したがって、この角形電池は、板厚の薄い電池ケースを用いて、電池としての高容量化および軽量化を図った場合においても、高い耐漏液性と堅牢性とを有する封口構造を備えている。
【００２１】
請求項２の角形電池では、縮口された拡口部の内面が上部連結板に接触した状態で一対の長辺側板部の内面と上部連結板とが相互に接合されているから、長辺側板部の長さ寸法を比較的大きな形状とした電池ケースを用いて高容量化を図った場合においても、電池内圧の上昇時に一対の長辺側板部が拡開状態に外方に膨れ出る不具合の発生を確実に防止することができる。
【００２２】
請求項３の角形電池では、上部連結板に加えて、下部連結板を備えているので、電池内圧の上昇に対して電池ケースの一対の長辺側板部が外方へ膨れ出るのが一層確実に防止される。
【００２３】
請求項４の角形電池では、絶縁部材により上部連結板を封口体に対し電気的に絶縁した状態で、封口体、絶縁部材および上部連結板を積層状態に配置されているので、電池ケース内に無駄なスペースが生じないことから、電池としての一層の高容量化を図ることができる。
【００２４】
請求項５の角形電池では、板厚の薄い電池ケースを用いた場合であっても、上部連結板に付与した加圧力により絶縁ガスケットを上下方向に十分に圧縮して縦締めすることができるから、封口構造の密閉性が一層向上する。
【００２５】
請求項６の角形電池では、電池ケースの板厚が比較的薄い場合であっても、電池ケースの開口端が上部連結板により下方から支持された状態で内方にかしめ加工されるので、開口端をかしめ加工して形成された折曲部により上部連結板を介し絶縁ガスケットを上下方向に圧縮して確実に縦締めすることができる。
【００２６】
請求項７の角形電池では、絶縁ガスケットが平板部と角筒部とを一体に備えているので、上部連結板と封口体との間を絶縁するための絶縁部材が不要となって部品点数を削減しながら、封口構造の密閉性の向上を図ることができる。
【００２７】
請求項８の角形電池の製造方法では、電池ケース内に発電要素を収納したのちに下部連結体を電池ケースに接合し、絶縁ガスケットおよび上部連結体を取り付けた封口体を絶縁部材を介在して拡口部内の支持棚部上に載置して、全ての構成要素を電池ケース内に収納した状態で拡口部を縮口して絶縁ガスケットを横締めし、上部連結板に加圧力を付与して絶縁ガスケットを圧縮しながら上部連結板と拡口部との内面とを接合する手順で組み立てるので、請求項３から６のいずれかに記載の角形電池を生産性良く好適に製造することができる。
【００２８】
請求項９の角形電池の製造方法では、電池ケースの拡口部を予備縮口と本縮口との２回に分けて縮口し、その二つの縮口による２段階の横締め工程の間に電池ケースの開口端を内方にかしめ加工して縦締めを行うので、上部連結板に加圧力を付与して絶縁ガスケットを圧縮する工程を用いることなく絶縁ガスケットを所定形状に円滑に圧縮して、その絶縁ガスケットの弾性反発力により電池ケースを高いシール性で封口することができ、この密閉性を上下二つの連結板により確実に保持することができるから、請求項３から６のいずれかに記載の角形電池を一層生産性良く好適に製造することができる。
【００２９】
請求項１０の角形電池の製造方法では、上部連結体の挿通孔に絶縁ガスケットの一部を挿通させた状態で上部連結板を拡口部内に挿入して絶縁ガスケットの平板部上に載置する工程を有しているから、請求項７に記載の角形電池を好適に製造することができるとともに、電池ケースの拡口部を予備縮口と本縮口との２回に分けて縮口し、その二つの縮口による２段階の横締め工程の間に電池ケースの開口端を内方にかしめ加工して縦締めを行うので、上部連結板に加圧力を付与して絶縁ガスケットを圧縮する工程を用いることなく絶縁ガスケットを所定形状に円滑に圧縮して、その絶縁ガスケットの弾性反発力により電池ケースを高いシール性で封口することができ、この密閉性を上下二つの連結板により確実に保持することができるから、一層高い生産性で好適に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る角形電池を示す短辺方向に沿った縦断面図および長辺方向に沿った縦断面図であり、この実施の形態では、ニッケル水素電池を例示してある。この角形電池は、負極端子を兼ねる有底角筒状の電池ケース１の開口端近傍箇所に拡口部２が形成されており、電池ケース１における上記拡口部２とケース本体部との間に環状の支持棚部３が設けられている。電池ケース１には、これのケース本体部内に極板群４が収納されているとともに、アルカリ電解液（図示せず）が注入されている。極板群４は、図示を省略してあるが、例えば、複数枚の水素吸蔵合金負極板と袋状のセパレータで包まれた複数枚のニッケル正極板とが縦置きに交互に重ね合わされ、且つ水素吸蔵合金負極板が両側に配置されて電池ケース１の一対の長辺側板部１ａ，１ａの内面に圧接するように積層されている。
【００３１】
電池ケース１における極板群４の上端と支持棚部３との間には、樹脂製の絶縁枠体８に挿通された平板状の下部連結板７が、長辺方向の中央部において一対の長辺側板部１ａ，１ａ間に架け渡す配置で、両端部が長辺側板部１ａ，１ａの内面に抵抗溶接により固着されている。これにより、一対の長辺側板部１ａ，１ａは、電池内圧の上昇時に外部に膨れ出ようとするのが下部連結板７により防止される。
【００３２】
電池ケース１の支持棚部３上には、フィルタ部１０、キャップ状正極端子１１および弾性弁体１２からなる封口体９が絶縁ガスケット１３を介在して支持されている。封口体９は、フィルタ部１０とキャップ状正極端子１１との間に弾性弁体１２を挟み込んだ配置で一体化された構成になっており、圧縮状態の弾性弁体が通常時にフィルタ部１０の弁口１０ａを閉塞しており、電池内圧が弾性弁体１２による設定圧力以上に大きくなったときに弾性弁体１２が変形して弁口１０ａが開かれ、その弁口１０ａからガスを外部に放出して電池内圧を低下させ、そののち弾性弁体１２が元の形状に復帰して弁口１０ａを閉塞するようになっている。弾性弁体１２は、例えばゴムにより直方体の形状に形成されて、その上下部がキャップ状正極端子１１の嵌合凹部１１ａおよびフィルタ部１０の嵌合凹部１０ｂにそれぞれ嵌まり込んで位置決めされている。
【００３３】
上記封口体９は、電池ケース１の拡口部２が縮口されていることにより、弾性変形された絶縁ガスケット１３を介してフィルタ部１０の周縁部が横締め状態で固定されている。なお、封口体９のフィルタ部１０の下面には、極板群４のニッケル正極板から導出された正極リード（図示せず）が溶接されている。この正極リードは、絶縁枠体８によって金属製の下部連結板７に接触して電気的に短絡するのが防止されている。
【００３４】
電池ケース１の拡口部２内におけるフィルタ部１０の上方箇所には金属製の上部連結板１４が嵌入されて、この上部連結板１４が拡口部２の内面と抵抗溶接されている。すなわち、上部連結板１４は、縮口されたのちの拡口部２の内周面に対応した外形を有する平板状であって、縮口された状態の拡口部２に嵌め入れられて、拡口部２における長辺側板部１ａ，１ａおよび短辺側板部１ｂ，１ｂの各々の内面の複数箇所に周端部が抵抗溶接される。これの詳細については後述する。
【００３５】
上部連結板１４は、中央部の挿通孔１４ａに後述の絶縁部材１７およびキャップ状正極端子１１を挿通させた配置で拡口部２内に嵌め入れられて、絶縁部材１７を介在させてフィルタ部１０上に押し付けられた状態で拡口部２の内面に抵抗溶接されている。上記絶縁部材１７は、上部連結板１４とフィルタ部１０およびキャップ状正極端子１１とを絶縁するものであって、上部連結板１４の外形に対応した外形を有してフィルタ部１０と上部連結板１４との間に介在される平板部１７ａと、この平板部１７ａの中央部から筒状に立ち上がってキャップ状正極端子１１を内部に挿通させる筒状部１７ｂとが一体形成された形状を有している。
【００３６】
つぎに、上記角形電池の製造工程を図２を参照しながら説明する。図２（ａ）に示すように、電池ケース１の開口端近傍箇所には予め拡口部２が形成されており、この電池ケース１のケース本体部に極板群４を収納したのち、下部連結板７を電池ケース１のケース本体部の所定箇所に嵌め入れて抵抗溶接し、電池ケース１内にアルカリ電解液を注入する。このとき、図１に示す絶縁枠体８に被覆された下部連結板７は、電池ケース１における長辺方向の中央部分に設けられるだけであるから、アルカリ電解液の注入に際して何ら支障にならない。
【００３７】
続いて、予め組み立てられた封口体９を、絶縁ガスケット１３を介在して電池ケース１内に挿入したのち支持棚部３上に載置し、その封口体９に、絶縁部材１７を介在して上部連結板１４を取り付ける。このとき、封口体９は、絶縁部材１７および上部連結板１４を予め取り付けた状態で電池ケース１内に挿入するようにしてもよい。このように電池ケース１内に全ての部材がセットされた状態において、電池ケース１の上方から縮口用筒体１８を下降させて電池ケース１を内部に圧入させる。これにより、同図（ｂ）に示すように、電池ケース１の拡口部２が電池ケース１のケース本体部と略同じ寸法まで縮口され、絶縁ガスケット１３は、縮口された拡口部２により横方向から圧縮されて、（ｂ）に示す形状に弾性変形され、この弾性変形された絶縁ガスケット１３を介してフィルタ部１０が縮口状態の拡口部２により横締めされる。
【００３８】
このとき、上部連結板１４は、縮口後の拡口部２の内面形状よりも僅かに小さな外形を有する形状に形成されていることから、上述の拡口部２の縮口加工時の支障にならないとともに、下部連結板７は拡口部２の下方に設けられているので、（ｂ）に明示するように、上記縮口工程では、絶縁ガスケット１３を十分に弾性変形させて絶縁ガスケット１３と拡口部２との間が確実な密閉状態とされる。また、支持棚部３は、拡口部２の縮口に伴い内方に変位して、絶縁ガスケット１３を下方から確実に支持する。
【００３９】
つぎに、同図（ｃ）に示すように、下部が筒状となった一方の溶接電極１９を上部連結板１４上に載置して、この一方の溶接電極１９に下方への加圧力Ｆを付与して、上部連結板１４を介して絶縁ガスケット１３を縦締め状態に圧縮しながら、この一方の溶接電極１９と、電池ケース１における上部連結板１４に対応する外面に接触させた他方の溶接電極２０との間に電圧を印加して、上部連結板１４と拡口部２における長辺側板部１ａ，１ａおよび短辺側板部１ｂ，１ｂと間の複数箇所を抵抗溶接する。この抵抗溶接する箇所についての詳細については後述の第３の実施の形態で詳述する。
【００４０】
一方の溶接電極１９の筒状部は、絶縁ガスケット１３の横断面形状に対応する横断面形状を有しており、これにより、一方の溶接電極１９に付与される押圧力Ｆによって絶縁ガスケット１３が上下方向に十分に圧縮される。最後に、同図（ｄ）に示すように、電池ケース１の開口端内部にはモールド樹脂２１が充填される。
【００４１】
このような工程を経て図１に示す構成に製造された角形電池は、板厚の薄い電池ケース１を用いて、電池しての高容量化および軽量化を図った場合においても、高い耐漏液性と堅牢性とを有する封口構造を備えている。すなわち、上部連結板１４は、縮口された後の拡口部２の内面形状に対応した外形を有して、絶縁ガスケット１３の上方に配置されているので、拡口部２を縮口して絶縁ガスケット１３を横締めするときの支障とならない。そのため、拡口部２を縮口したときには、絶縁ガスケット１３を横方向から十分に圧縮して横締めできる。
【００４２】
上記横締め工程の後に、絶縁ガスケット１３の横断面形状に対応した筒形状の一方の溶接電極１９に下方への押圧力を加えて上部連結板１４を介し絶縁ガスケット１３を上下方向に圧縮するので、絶縁ガスケット１３を十分に縦締めすることができる。これに対し、従来の角形電池のように板厚の比較的薄い電池ケースの開口端を内方にかしめ加工した折曲部により絶縁ガスケットを上下方向に圧縮する縦締め手段では、絶縁ガスケットを十分に圧縮することができない。
【００４３】
上述のように絶縁ガスケット１３を十分に横締めおよび縦締めした状態を保持しながら上部連結板１４の周端部の複数箇所を電池ケース１の拡口部２の開口端近傍箇所の内面に抵抗溶接するので、上述のように絶縁ガスケット１３で電池ケース１を高精度に密閉した状態を上部連結板１４によって確実に保持することができるので、この角形電池は極めて高い耐漏液性を有したものとなる。
【００４４】
また、電池ケース１における相対向する一対の長辺側板部１ａ，１ａは、封口体９の上下位置において電池ケース１に抵抗溶接された上部連結板１４と下部連結板７とによってそれぞれ相互に連結されているから、電池内圧の上昇時にも外方に膨れ出るのを確実に防止される。特に、一対の長辺側板部１ａ，１ａは、電池内圧の上昇時に拡開され易い開口端部が拡口部２の横断面形状に対応した外形を有する上部連結板１４によって極めて強固に相互連結されているから、電池内圧の上昇に対して高い堅牢性を有したものとなる。
【００４５】
図３（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る角形電池を示す短辺方向に沿った縦断面図および長辺方向に沿った縦断面図であり、同図において、図１と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この実施の形態の角形電池が第１の実施の形態のものと構成上において相違するのは、第１の実施の形態において電池ケース１の開口端部分にモールド樹脂２１を充填した手段に代えて、電池ケース１の開口端を内方にかしめ加工して形成した折曲部２２により絶縁ガスケット１３を上下方向に圧縮して縦締めした構成のみである。但し、この実施の形態の角形電池は、第１の実施の形態とは若干異なる製造工程を経て製造されている。
【００４６】
つぎに、この実施の形態の角形電池の製造工程を図４を参照しながら説明する。図４（ａ）に示すように、電池ケース１の開口端近傍箇所には予め拡口部２が形成されており、この電池ケース１のケース本体部に極板群４を収納したのち、下部連結板７を電池ケース１のケース本体部の所定箇所に嵌め入れて抵抗溶接し、電池ケース１内にアルカリ電解液を注入する。
【００４７】
続いて、予め組み立てられた封口体９を絶縁ガスケット１３を介在して電池ケース１内に挿入したのち支持棚部３上に載置し、その封口体９に、絶縁部材１７を介在して上部連結板１４を取り付ける。このように電池ケース１内に全ての部材がセットされた状態において、電池ケース１の上方から予備縮口用筒体２３を下降させて、この予備縮口用筒体２３内に電池ケース１を圧入させる。これにより、同図（ｂ）に示すように、電池ケース１の拡口部２が電池ケース１のケース本体部よりも僅かに大きな寸法に予備縮口され、絶縁ガスケット１３は、予備縮口された拡口部２により横方向から圧縮されて、（ａ）に２点鎖線で示す形状、つまり（ｂ）に実線で示す形状に弾性変形され、この弾性変形された絶縁ガスケット１３を介してフィルタ部１０が拡口部２により予備横締めされる。このとき、支持棚部３は、拡口部２の縮口に伴い内方に変位して、絶縁ガスケット１３を下方から確実に支持する状態となる。また、予備縮口された拡口部２の内面と上部連結板１４との間には隙間が存在している。
【００４８】
つぎに、電池ケース１の上方から折り曲げ型２４が下降される。これにより、同図（ｃ）に示すように、電池ケース１の開口端にこれの全周にわたって内方に折り曲げられた形状の折曲部２２が形成されるとともに、電池ケース１内の折曲部２２と支持棚部３とにより上部連結板１４を介して絶縁ガスケット１３が上下方向から圧縮されて縦締めされる。ここで、電池ケース１の板厚が比較的薄い場合であっても、電池ケース１の開口端が上部連結板１４により下方から支持された状態で内方にかしめ加工されるので、開口端をかしめ加工して形成された折曲部２２により上部連結板１４を介して絶縁ガスケット１３を上下方向に圧縮して縦締めすることができる。これに対し従来の角形電池では、電池ケースの開口端を内方にかしめ加工して形成した折曲部により絶縁ガスケットを直接的に圧縮するようにしているので、電池ケースの板厚が薄い場合には、絶縁ガスケットを十分に縦締めすることができない。
【００４９】
最後に、電池ケース１の上方から本縮口用筒体２７を下降させて、この本縮口用筒体２７内に電池ケース１の拡口部２を圧入させる。これにより、同図（ｄ）に示すように、電池ケース１の拡口部２が電池ケース１のケース本体部と略同じ寸法まで本縮口され、絶縁ガスケット１３は、本縮口された拡口部２により横方向から圧縮されて所定の形状に弾性変形するよう本横締めされる。上部連結板１４は、本縮口後の拡口部２の内面形状に対応する外形を有する形状に形成されていることから、拡口部２の本縮口時の支障にならないとともに、下部連結板７は拡口部２の下方に設けられているので、本縮口工程では、絶縁ガスケット１３を十分に弾性変形させて絶縁ガスケット１３と拡口部２との間が確実な密閉状態とされる。
【００５０】
本縮口された拡口部２の内周面は上部連結板１４の外周端に接触状態に近接し、この本縮口時の終了時に、上部連結板１４の周端部と電池ケース１の拡口部２の内面との間の複数箇所が抵抗溶接される。このとき、絶縁ガスケットは折曲部２２によって既に縦締めされていることから、上記抵抗溶接は、溶接電極に押圧力を加えることなく実施される。
【００５１】
このような工程を経て図３に示す構成に製造された角形電池は、第１の実施の形態の角形電池で説明したとほぼ同様の作用および機能を有しているので、板厚の薄い電池ケース１を用いて高容量化および軽量化を図った場合においても、高い耐漏液性と堅牢性とを有する封口構造を備えたものとなる。特に、電池ケース１の拡口部２を予備縮口と本縮口との２回に分けて縮口し、その二つの縮口による２段階の横締め工程の間に電池ケース１の開口端を内方にかしめ加工して縦締めを行うので、第１の実施の形態のように上部連結板１４に加圧力を付与して絶縁ガスケット１３を圧縮しなくても、絶縁ガスケット１３を所定形状に円滑に圧縮して、その絶縁ガスケット１３の弾性反発力により電池ケースを高いシール性で封口することができ、この密閉性を上下二つの連結板１４，７により確実に保持することができる。
【００５２】
図５（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係る角形電池を示す短辺方向に沿った縦断面図および長辺方向に沿った縦断面図であり、同図において、図３と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この実施の形態の角形電池が第２の実施の形態のものと構成上において相違するのは、第２の実施の形態で設けた絶縁部材１７を除外して、絶縁ガスケット２８に上記絶縁部材１７と同等の構成を一体形成した構成のみである。
【００５３】
すなわち、絶縁ガスケット２８は、図６および図７に示すように、封口体９のフィルタ部１０の周縁部を挟持する筒状のガスケット本体部２８ａと、このガスケット本体部２８ａの上端開口を閉塞する形状を有する平板部２８ｂと、この平板部２８ｂの中央部から立ち上がって封口体９のキャップ状正極端子１１を挿通させる形状となった角筒部２８ｃとが一体形成された形状を有している。平板部２８ｂと角筒部２８ｃとは上記絶縁部材１７とほぼ同様の形状を有しており、平板部２８ｂは封口体９のフィルタ部１０と上部連結板１４との間に介在されてこれを絶縁し、角筒部２８ｃは封口体９のキャップ状正極端子１１を挿通させた状態で上部連結板１４の挿通孔１４ａに挿通されて両者を絶縁する。
【００５４】
上記絶縁ガスケット２８は、その形状から必然的に、フィルタ部１０の周縁部に対し上方から嵌め合わせて装着することになるので、図５に示すように、下端開口部内面にガイドテーパ面２８ｄが形成されている。したがって、絶縁ガスケット２８は、角筒部２８ｃにキャップ状正極端子１１を挿通させながらガイドテーパ面２８ｄをフィルタ部１０に対し上方から押し付けることにより、ガイドテーパ面２８ｄがフィルタ部１０の周縁部に摺接しながらガスケット本体部２８ａが拡開状態に弾性変形して、その弾性変形による復元力でガスケット本体部２８ａがフィルタ部１０および上部連結板１４の周縁部に装着する手順で取り付けられる。
【００５５】
図５において、第１および第２の実施の形態で図示を省略した構成について捕捉説明する。極板群４は、複数枚の水素吸蔵合金負極板２９と袋状のセパレータ３１で包まれた複数枚のニッケル正極板３０とを縦置きに交互に重ね合わせ、且つ水素吸蔵合金負極板２９が両側に配置されて電池ケース１の長辺側板部１ａ，１ａおよび短辺側板部１ｂ，１ｃの各内面と圧接するように積層されている。水素吸蔵合金負極板２９は、水素吸蔵合金を活物質とするものであり、負極リード（図示せず）により互いに接続されている。セパレータ３１にはアルカリ電解液が含浸されている。ニッケル正極板３０は水酸化ニッケルを活物質とするものであり、この正極板３０における極板群４の上方に突出された集電部３０ａが正極リード３２を介して封口体９のフィルタ部１０に電気的接続されている。また、封口体９のキャップ状正極端子１１にはガス排出孔１１ｂが穿設されている。
【００５６】
つぎに、上記角形電池の製造工程について図８を参照しながら説明する。先ず、図示を省略しているが、第１および第２の実施の形態と同様に、電池ケース１のケース本体部内に極板群４を挿入して下部連結板７の両端部を電池ケース１の内面に抵抗溶接し、アルカリ電解液を電池ケース内に注入する。そののち、同図（ａ）に示すように、絶縁ガスケット２８を取り付けた封口体９を、電池ケース１の拡口部２内に挿入して絶縁ガスケット２８を介し支持棚部３上に載置する。
【００５７】
続いて、同図（ｂ）に示すように、拡口部２を予備縮口して、拡口部２の内面を絶縁ガスケット２８のガスケット本体部２８ａに接触させる。つぎに、同図（ｃ）に示すように、上部連結板１４を、これの挿通孔１４ａ内に絶縁ガスケット２８の角筒部２８ｃを挿通させながら電池ケース１の拡口部２内に挿入して絶縁ガスケット２８の平板部２８ｂ上に載置し、そののち、電池ケース１の開口端を内方に折り曲げるかしめ加工を行って電池ケース１の開口部を予備封口する。このとき、上部連結板１４と拡口部２の内面との間に隙間が存在している。
【００５８】
さらに、同図（ｄ）に示すように、拡口部２を本縮口して絶縁ガスケット２８のガスケット本体部２８ａを横方向から圧縮して弾性変形させる。このとき、ガスケット本体部２８ａは、例えば、厚さが０．４３ｍｍから０．３ｍｍになるまで圧縮される。これにより、絶縁ガスケット２８のガスケット本体部２８ａと拡口部２との間が確実なシール状態に密閉される。また、拡口部２の内面は上部連結板１４に接触される。最後に、同図（ｅ）に示すように、上部連結板１４と拡口部２とが抵抗溶接される。その溶接部３３は複数箇所設けられる。したがって、拡口部２は、横締めにより圧縮された絶縁ガスケット２８のガスケット本体部２８ａにより確実に密閉された状態で上端開口部が上部連結板１４で開かないように保持される。これにより、この実施の形態の角形電池においても、第１および第２の各実施の形態の角形電池で説明したとほぼ同様の作用および機能を有しており、板厚の薄い電池ケース１を用いて高容量化および軽量化を図った場合においても、高い耐漏液性と堅牢性とを有する封口構造を備えたものとなる。
【００５９】
図９（ａ）〜（ｃ）は電池ケース１の拡口部２と上部連結板１４との溶接箇所３３を示した平面図、封口部分の長辺方向に沿った縦断面図および短辺方向に沿った縦断面図である。同図に明示するように、拡口部２と上部連結板１４との抵抗溶接による溶接箇所３３は、拡口部２における一対の長辺側板部１ａの各々について４箇所設けられ、しかも、何れの溶接箇所３３も拡口部２における開口端近傍箇所に設けられる。これにより、長辺側板部１ａ，１ａは、長さ寸法を相当に大きく設定して高容量化を図った場合においても、電池内圧の上昇時に開口端部が拡開状態に膨れ出るといったことが確実に防止される。なお、この溶接箇所３３は、第１および第２の各実施の形態においても、説明を省略したが、図９と同様に設けられる。
【００６０】
図１０は本発明の第４の実施の形態に係る角形電池の封口部分を示す短辺方向に沿った縦断面図である。この角形電池は、図１２に示した従来の角形電池と同様の構成に対して、下部連結板７と上部連結板１４とを新たに設けたものである。上部連結板１４は電池ケース１の拡口部２における一対の長辺側板部１ａ，１ａの各折曲部２２間を外部から相互に連結するように設けられており、上部連結板１４の挿通孔１４ａとキャップ状正極端子１１の外面との隙間には絶縁物３４が充填されている。
【００６１】
この角形電池では、従来の角形電池による既存の構成をそのまま活用して、この構成に下部連結板７および上部連結板１４を付設するだけの簡単な構成により、上述した第１ないし第３の各実施の形態の角形電池と同様に、板厚の薄い電池ケース１を用いて高容量化および軽量化を図りながらも、高い耐漏液性と堅牢性とを有する封口構造を備えたものとなる。
【００６２】
図１１は本発明の第５の実施の形態に係る角形電池の封口部分を示す短辺方向に沿った縦断面図である。この角形電池は、第３の実施の形態の角形電池と同様の封口構造を採用するとともに、拡口部２の高さを第３の実施の形態よりも長く設定して、下部連結板７を拡口部２内に配設した構成になっており、同図において、図５と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この角形電池では、封口体９のフィルタ部１０および絶縁ガスケット２８のガスケット本体部２８ａに対し上下から近接する配置で上部連結板１４および下部連結板７が設けられているので、拡口部２における一対の長辺側板部１ａ，１ａが電池内圧の上昇時に拡開状態に膨れ出るのが一層確実に防止される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る角形電池は、板厚の薄い電池ケースを用いた場合にも、封口体と電池ケースとの間を絶縁ガスケットにより高精度にシールした状態を電池内圧の上昇時にも確実に保持できる封口構造を備えているので、例えば角形ニッケルカドミウム電池などの角形アルカリ二次電池などに比較して高エネルギ密度化を達成できる角形ニッケル水素電池に適用した場合に、この角形ニッケル水素電池に要望されている条件、つまり電池温度が高くなるなどの厳しい使用条件下においても優れた密閉性を確保し得る条件を満足することができ、特に、大きな負荷特性を必要とするコードレスパワーツールや電気自動車などの駆動電源としての用途に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る角形電池を示す短辺方向に沿った縦断面図および長辺方向に沿った縦断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は同上の角形電池の封口構造の製造過程を工程順に示した短辺方向に沿う縦断面図。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る角形電池を示す短辺方向に沿った縦断面図および長辺方向に沿った縦断面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は同上の角形電池の封口構造の製造過程を工程順に示した短辺方向に沿う縦断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係る角形電池を示す短辺方向に沿った縦断面図および長辺方向に沿った縦断面図。
【図６】同上の角形電池における絶縁ガスケットと上部連結板との相対関係を示す斜視図。
【図７】同上の角形電池の封口部分を示す斜視図。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は同上の角形電池の封口構造の製造過程を工程順に示した短辺方向に沿う縦断面図。
【図９】同上の角形電池における電池ケースと上部連結板との溶接箇所を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は封口箇所の長辺方向に沿った縦断面図、（ｃ）は短辺方向に沿った縦断面図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る角形電池の封口部分を示す短辺方向に沿った縦断面図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る角形電池の封口部分を示す短辺方向に沿った縦断面図。
【図１２】従来の角形電池における封口構造を示す縦断面図。
【図１３】従来の他の角形電池における封口構造を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１  電池ケース
１ａ  長辺側板部
２  拡口部
３  支持棚部
４  極板群
７  下部連結板
９  封口体
１０  フィルタ部
１１  キャップ状正極端子（キャップ状端子）
１３  絶縁ガスケット
１４  上部連結板
１４ａ  上部連結板の挿通孔
２２  折曲部
２８  絶縁ガスケット
２８ａ  ガスケット本体部
２８ｂ  平板部
２８ｃ  角筒部
【図１】
2005158545.tif 000003
【図２】
2005158545.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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