(57)【要約】      （修正有）【課題】充電器で誤ってアルカリマンガン乾電池を充電することなく、電池を電源とする機器と良好な通電を確保できるアルカリマンガン二次電池を提供する。【解決手段】正極端子１ａを一体化した電池ケース１内に、正極２と負極３とを収納した単３形のアルカリマンガン二次電池であって、前記正極端子１ａは、環状の基部と、この基部の内側に設けられた略円柱状の突起部と、を含み、以下の条件（Ａ）または（Ｂ）を満たすように構成する。条件（Ａ）：突起部の高さが、１．７ｍｍを超える。条件（Ｂ）：突起部の外径が、４．２ｍｍより太く、５．０ｍｍより細い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子を一体化した電池ケース内に、正極と負極とを収納した単３形のアルカリマンガン二次電池であって、
前記正極端子は、環状の基部と、この基部の内側に設けられた略円柱状の突起部と、を含み、
以下の条件（Ａ）または（Ｂ）を満たすことを特徴とする単３形のアルカリマンガン二次電池。
条件（Ａ）：突起部の高さが、１．７ｍｍを超える。
条件（Ｂ）：突起部の外径が、４．２ｍｍより太く、５．０ｍｍより細い。
【請求項２】
前記条件（Ａ）を満たすとともに、前記突起部の側面と前記基部との間に形成される下側コーナー部の曲率半径を０．４ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１記載の単３形のアルカリマンガン二次電池。
【請求項３】
前記条件（Ｂ）を満たすとともに、前記突起部の側面と頂面との間に形成される上側コーナー部の曲率半径を０．４ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の単３形のアルカリマンガン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は単３形のアルカリマンガン二次電池に関し、さらに詳しくは、その正極端子の寸法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、二酸化マンガンやオキシ水酸化ニッケルを正極の活物質とし、亜鉛を負極の活物質とした、いわゆるアルカリマンガン乾電池（一次電池）が広く普及している。この電池は、安価で入手性に優れるため大量に製造、販売されているが、使い捨てであり、近年のエコロジー意識の高まりから繰り返し充放電可能なアルカリマンガン二次電池のさらなる普及が期待されてきている。
【０００３】
しかしながら、電池の使用者側では、広く普及したアルカリマンガン乾電池とアルカリマンガン二次電池との区別が問題となってくる。誤ってアルカリマンガン乾電池（一次電池）を充電してしまう虞があるためである。
【０００４】
この状況を鑑み、日本工業規格において単３形の電池の正極端子の外径は４．２ｍｍ〜５．５ｍｍ、正極端子の突出高さは１．０ｍｍ以上と定められているところ、一次電池と二次電池とがはっきりと区別され、一次電池が誤って充電装置に装着されないことを目的として、正極端子の外径においてのみ異なり、その他の外形は同一規格の一次電池と同一である単３形の二次電池において、正極端子の外径が１．０ｍｍ以上、４．２ｍｍ未満であり、その他は単３形電池の規格と同一の外形形状である二次電池と、この二次電池に適合した充電器の構成が開示されている。すなわち、日本工業規格に適合した一次電池が、充電器に物理的に装着できないように、充電器の正極端子の接点部を狭く設定し、この接点部に適合するように二次電池の正極端子の外径を細く設定したものである。（特許文献１参照）。
【０００５】
なお、市販の単３形のアルカリマンガン乾電池を調べてみたところ、正極端子の外径は５．０〜５．４ｍｍで、正極端子の突出高さは１．４〜１．７ｍｍであった。
【０００６】
また、市販の単３形のアルカリマンガン二次電池を調べてみたところ、正極端子の外径は５．０〜５．１ｍｍで、正極端子の突出高さは１．３〜１．７ｍｍであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２４１７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の発明にあっては、正極端子の外径は、接触性や取扱の容易性等を考慮されているものの、端子部の汚れや変形等によっては接触性を維持するには不都合が生じやすい。
【０００９】
電池を電源とする機器側の観点からは、ほとんどの機器が日本工業規格を外れた端子寸法を想定しておらず、細い端子では良好な通電を確保できるかどうかは不安がつきまとう。
【００１０】
さらに、当該電池を電源とするポータブル機器では、持ち運びする場合に振動や衝撃を伴うことから、細い端子では良好な通電を確保できるとは言い難い。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、充電器で誤ってアルカリマンガン乾電池を充電することなく、電池を電源とする機器と良好な通電を確保できるアルカリマンガン二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、正極端子を一体化した電池ケース内に、正極と負極とを収納した単３形のアルカリマンガン二次電池であって、前記正極端子は、環状の基部と、この基部の内側に設けられた略円柱状の突起部と、を含み、以下の条件（Ａ）または（Ｂ）を満たす構成にしている。
条件（Ａ）：突起部の高さが、１．７ｍｍを超える。
条件（Ｂ）：突起部の外径が、４．２ｍｍより太く、５．０ｍｍより細い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、充電器で誤ってアルカリマンガン乾電池を充電することなく、電池を電源とする機器と良好な通電を確保できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態としての単３形のアルカリマンガン二次電池の半断面の正面図
【図２】本発明の一実施の形態としての単３形のアルカリマンガン二次電池の要部の拡大図
【図３】（ａ）〜（ｄ）本発明の一実施の形態の改変例の説明図
【図４】（ａ）〜（ｂ）充電器側との接続状態を示す説明図
【図５】電池にタッピングを与えた際の、放電時間−閉路電圧の関係図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明によれば、正極端子を一体化した電池ケース内に、正極と負極とを収納した単３形のアルカリマンガン二次電池であって、前記正極端子は、環状の基部と、この基部の内側に設けられた略円柱状の突起部と、を含み、以下の条件（Ａ）または（Ｂ）を満たす構成にすることによって、充電器で誤ってアルカリマンガン乾電池を充電することなく、電池を電源とする機器と良好な通電を確保できるという効果を奏するものである。
条件（Ａ）：突起部の高さが、１．７ｍｍを超える。
条件（Ｂ）：突起部の外径が、４．２ｍｍより太く、５．０ｍｍより細い。
【００１６】
さらに、前記条件（Ａ）を満たすとともに、前記突起部の側面と前記基部との間に形成される下側コーナー部の曲率半径を０．４ｍｍ以上とするとよい。このように構成すると、正極端子の突起部をプレス等で成形する際に絞りやすくなり、割れや切れなどの加工不良を大幅に低減することができる。
【００１７】
また、前記条件（Ｂ）を満たすとともに、前記突起部の側面と頂面との間に形成される上側コーナー部の曲率半径を０．４ｍｍ以下とするとよい。このように構成すると、正極端子の突起部の頂面を広くすることができ、より安定した電池と機器との接触が確保できる。
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図１を参照しながら説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されない。また、「正極端子の突起部」は、単に「正極端子」と表記する場合がある。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態として単３形のアルカリマンガン二次電池の半断面の正面図であり、図２は、その要部の拡大図である。
【００２０】
環状の基部１ｂと、この基部の内側に設けられた略円柱状の突起部とを含む正極端子１ａを兼ねた有底円筒形の電池ケース１には、二酸化マンガンを含む中空円筒状の正極２が内接するように収納されている。正極２の中空部には有底円筒形の多孔膜からなるセパレータ４を介して亜鉛を含む負極３が配置されている。電池ケース１の開口部は、正極２、負極３等の発電要素を収納した後、釘型の負極集電体６と電気的に接続された負極端子７と樹脂製の封口体５を一体化した封口ユニット９により封口される。電池ケース１の外表面は、外装ラベル８により被覆されている。
【００２１】
なお、本実施形態は、図３に示す構成を備えていても良い。
【００２２】
図３は、本発明の一実施の形態の改変例を示す説明図である。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、正極端子の突起部１ａの側面は垂直である必要はなく、若干の傾斜を有してもよい。この構成において、正極端子の突起部１ａの外径は、下側コーナー部を除く側面の最大外径をとるものとする。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、正極端子の環状の基部１ｂは水平である必要はない。この構成において、正極端子の突起部１ａの高さは、下側コーナー部を除く基部１ｂの最高部と突起部１ａの頂面との差をとるものとする。
【００２５】
図３（ｃ）に示すように、正極端子の基部１ｂは段差を設けてもよい。
【００２６】
図３（ｄ）に示すように、正極端子を一体化した電池ケースとは、底面が略水平の電池ケース１と、所定形状に成形した正極端子板１１を電気的に接続した構成であってもよい。
【００２７】
以上の改変例を適宜、組合わせても構わない。
【実施例】
【００２８】
まず初めに、アルカリマンガン乾電池が充電器に装着できない実施形態について説明する。
【００２９】
＜実施例１＞
厚さ０．４ｍｍのニッケルメッキ鋼板を用いてプレス加工を行い、正極端子の突起部１ａの外径を５．１ｍｍ、正極端子の突起部１ａの高さを２．１ｍｍとなる電池ケース１を得た。その際、突起部１ａの側面と頂面との間に形成される上側コーナー部の曲率半径を０．４ｍｍとし、突起部１ａの側面と基部１ｂとの間に形成される下側コーナー部の曲率半径を０．８ｍｍとした。そして、図１に示したものと同様の単３形のアルカリマンガン二次電池を作成した。
【００３０】
＜実施例２＞
厚さ０．４ｍｍのニッケルメッキ鋼板を用いてプレス加工を行い、正極端子の突起部１ａの外径を４．４ｍｍ、正極端子の突起部１ａの高さを１．５ｍｍとなる電池ケース１を得た。その際、突起部１ａの側面と頂面との間に形成される上側コーナー部の曲率半径を０．３ｍｍとし、突起部１ａの側面と基部１ｂとの間に形成される下側コーナー部の曲率半径を０．６ｍｍとした。そして、図１に示したものと同様の単３形のアルカリマンガン二次電池を作成した。
【００３１】
＜比較例１＞
厚さ０．４ｍｍのニッケルメッキ鋼板を用いてプレス加工を行い、正極端子の突起部１ａの外径を５．１ｍｍ、正極端子の突起部１ａの高さを１．５ｍｍとなる電池ケース１を得た。その際、突起部１ａの側面と頂面との間に形成される上側コーナー部の曲率半径を０．６ｍｍに、
突起部１ａの側面と基部１ｂとの間に形成される下側コーナー部の曲率半径を０．６ｍｍとした。そして、図１に示したものと同様の単３形のアルカリマンガン二次電池を作成した。この電池の正極端子は、市販のアルカリマンガン乾電池に相当する寸法である。
【００３２】
これらの電池を図４に要部を示す充電器に装着を試みた。
【００３３】
図４（ａ）は、正極端子の装着を補助するガイドを有する充電器の正極の接点周辺を示す説明図である。ここでは、充電器の端子面を基準としたガイドの高さを１．７ｍｍ、ガイドの幅を５．５ｍｍを設定した。
【００３４】
このように設定した充電器では、実施例１の電池は充電器と通電が確保できるが、比較例１の電池は突起部が低くて通電できなかった。すなわち、誤ってアルカリマンガン乾電池を充電することがなくなる。
【００３５】
このような効果は、一般的なアルカリマンガン乾電池の正極端子の突起部の高さを超えるように、１．７ｍｍより高く設定すればよい。また、日本工業規格において電池の総高が定められているので、正極端子の突起部の高さを過剰に高く設定することは電池の内容積の減少につながるため、２．５ｍｍ程度に抑えておけばよい。
【００３６】
また、突起部１ａの側面と基部１ｂとの間に形成される下側コーナー部の曲率半径を０．４ｍｍ以上とすることで、正極端子の突起部をプレス成形する際に絞りやすくなり、割れや切れなどの加工不良を大幅に低減することができる。好ましくは０．６ｍｍ以上である。
【００３７】
ついで、同様に図４（ｂ）では、充電器の端子面を基準としたガイドの高さを１．３ｍｍ、ガイドの幅を４．８ｍｍを設定した。
【００３８】
このように設定した充電器では、実施例２の電池は充電器と通電が確保できるが、比較例１の電池は、ガイドの間に正極端子が挿入できず通電できなかった。すなわち、誤ってアルカリマンガン乾電池を充電することがなくなる。
【００３９】
このような効果は、一般的なアルカリマンガン乾電池の正極端子の突起部の外径を超えないように、５．０ｍｍより細く設定すればよい。また、日本工業規格との適合を考慮して、正極端子の突起部の外径は４．２ｍｍより太いほうが好ましい。
【００４０】
また、正極端子の突起部の頂面を広くして、より安定した電池と機器との接触が確保するために、突起部１ａの側面と頂面との間に形成される上側コーナー部の曲率半径を０．４ｍｍ以下とすればよい。
【００４１】
次に、当該電池を電源とするポータブル機器で持ち運びする場合の振動や衝撃を鑑みて、
電池にタッピングを与えた際の正極端子の接触性（機器との通電状態）に関する評価について説明する。
【００４２】
＜比較例２＞
厚さ０．４ｍｍのニッケルメッキ鋼板を用いてプレス加工を行い、正極端子の突起部１ａの外径を２．５ｍｍ、正極端子の突起部１ａの高さを１．５ｍｍとなる電池ケース１を得た。そして、図１に示したものと同様の単３形のアルカリマンガン二次電池を作成した。この電池の正極端子は、前述した特許文献１の発明に相当する寸法である。
【００４３】
そして、前述した実施例１の電池と比較例２の電池を放電させて、その際にタッピングを与えた場合の様子を調べた。この様子を図５に示した。
【００４４】
図５は、各々１個の電池を、内径が１５ｍｍの円筒状ホルダー内に、負極端子側をスプリング状の端子とし、正極端子側を平板状の端子として、端子間が約６Ｎの接点圧力となるように保持した状態で、負荷が５００ｍＡの定電流放電を行いながら３０分毎に１０ｃｍの高さからホルダーごと落下させた際の放電時間−閉路電圧の関係図である。
【００４５】
なお、前述した接点圧力は、社団法人電池工業会が電池を電源とする機器を設計する際に推奨する４．９〜９．８Ｎの範囲内に設定した。
【００４６】
比較例２の電池では、落下の際に顕著な電圧降下が見られた。これは、接点の接触が不充分なためと思われる。しかしながら、実施例１の電池では何ら異常は認められなかった。なお、実施例２の電池で同様の試験を試みたところ、実施例１の電池と同様の結果が得られた。すなわち、本発明による実施例の電池は、優れた正極端子の接触性（機器との通電状態）を有することが明白である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の単３形のアルカリマンガン二次電池は、単３形の電池を電源とする機器に装着して安定した通電が確保できるため、アルカリマンガン乾電池との互換性に優れている。
【符号の説明】
【００４８】
１        電池ケース
１ａ      正極端子の突起部
１ａ−Ｘ  上側コーナー部
１ａ−Ｙ  下側コーナー部
１ｂ      基部
２        正極
３        負極
４        セパレータ
５        封口体
６        負極集電体
７        負極端子
８        外装ラベル
９        封口ユニット
１１        正極端子板
【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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