(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体電槽の両端に装着する接続端子の接続突部と集電体の接続突部とを抵抗溶接にて接合するアルカリ電池用抵抗溶接電極であって、
クロム銅から成る電極本体と、該電極本体のワークとの接触部に接合したアルカリに溶解しない金属から成るチップとを備え、
吸引源に接続され且つ前記ワークを吸着保持するための吸引通路を有すると共に接続端子の接続軸部を収容可能な収容穴を有し、前記吸引通路は前記収容穴と接続されていることを特徴とするアルカリ電池用抵抗溶接電極。
【請求項２】
前記チップはモリブデン又はニッケルから成ることを特徴とする請求項１記載のアルカリ電池用抵抗溶接電極。
【請求項３】
電極本体とチップをロウ材で接合するとともに、締結固定具で固定したことを特徴とする請求項１又は２記載のアルカリ電池用抵抗溶接電極。
【請求項４】
電極本体の先端部とチップの基部に互いに嵌合する嵌合部を設けるとともに、ロウ材で接合したことを特徴とする請求項１又は２記載のアルカリ電池用抵抗溶接電極。
【請求項５】
電極本体とチップを純銅部材を介在して接合したことを特徴とする請求項１又は２記載のアルカリ電池用抵抗溶接電極。
【請求項６】
チップと純銅部材を嵌合部を介して接合し、純銅部材と電極本体をロウ材にて接合したことを特徴とする請求項５記載のアルカリ電池用抵抗溶接電極。
【請求項７】
前記収容穴の内周に絶縁筒体を嵌着したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のアルカリ電池用抵抗溶接電極。
【請求項８】
複数の電槽を隔壁を介して連設した一体電槽の各電槽内に、集電体を接合した極板群をその集電体が隔壁に対向するように挿入配置するとともに、集電体に設けた接続突部を一体電槽の両端壁に形成した接続穴に嵌入させ、一体電槽の両端に装着する接続端子の接続突部と集電体の接続突部を、先端部にアルカリに溶解しない金属から成るチップを備えた電極を用い、該電極に形成された、接続端子の接続軸部を収容可能な収容穴に前記接続軸部を収容し且つ該電極における、吸引源及び前記収容穴に接続された吸引通路によりワークを電極に吸着保持しつつ、抵抗溶接にて接合することを特徴とする集合型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は抵抗溶接電極に関し、特にニッケル水素電池などのアルカリ電池における単電池間での集電体同士の接合や集電体と接続端子の接合に適用するアルカリ電池用抵抗溶接電極及び集合型電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケル水素電池から成る複数の単電池を直列接続して内蔵させた集合型角形電池を本出願人は先に提案している。図５を参照して説明すると、１は集合型角形電池であり、直列接続された複数の単電池２を内蔵している。３はその一体電槽で、幅の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する直方体状の単電池２の電槽４をその短側面を隔壁５として共用して相互に一体連接してなる扁平な直方体状に形成され、各電槽４の上面開口は一体の蓋体６にて一体的に閉鎖されている。両端の電槽４の外側の短側面である一体電槽３の両端壁３ａと各電槽４、４間の隔壁５の上部には接続穴７が形成されている。各電槽４内には矩形状の正極板と負極板をセパレータを介して積層して構成された極板群８がアルカリ電解液とともに収容され、単電池２が構成されている。極板群８の正極板と負極板は互いに反対側の側部に突出されて正極板と負極板のリード部９ａ、９ｂとされ、それらのリード部９ａ、９ｂの側端縁にはそれぞれ集電体１０ａ、１０ｂが溶接等にて接続されている。
【０００３】
集電体１０ａ、１０ｂの上部には、接続穴７内に嵌入する接続突部１１が突設され、隣接する電槽４、４間で正極と負極の集電体１０ａ、１０ｂの接続突部１１が互いに溶接にて接続されている。また、一体電槽３の両端壁３ａの接続穴７に正極又は負極の接続端子１２が装着され、その接続突部１３と集電体１０ａ又は１０ｂの接続突部１１が互いに溶接にて接続されている。かくして一体電槽３内に内蔵された複数の単電池２が直列に接続されて両端の接続端子１２、１２間に出力される。
【０００４】
各単電池２を構成している極板群８は、発泡ニッケルに水酸化ニッケルを主成分とする正極材料を充填してなる正極板とパンチングメタルに水素吸蔵合金を主成分とする負極材料を塗着してなる負極板とをポリプロピレン製の不織布などからなるセパレータを介して積層して構成され、一般には正極板に袋状セパレータを被せて正極板と負極板を交互に重ね合わせて形成されている。
【０００５】
また、蓋体６には、各電槽４の内圧を均等にする連通路１４や、各電槽４の内部圧力が一定以上になったときに圧力を解放するための安全弁（図示せず）や、適当な単電池２の温度を検出する温度センサを装着するセンサ装着穴１５などが設けられている。１６は、接続突部１１、１３の周囲に配設されたシール用のＯリングである。
【０００６】
ところで、互いに隣接する電槽４間で、隔壁５を介して対向する集電体１０ａ、１０ｂ同士を溶接にて接続する際には、図６に示すように、各電槽４に極板群８を収容配置し、集電体１０ａ、１０ｂの接続突部１１を接続穴７に嵌入させた状態で、一体電槽２を下向きにし、集電体１０ａ、１０ｂの接続突部１１の背部に溶接電極４１（４１ａ、４１ｂ）を当接させ、白抜き矢印の如く加圧しながら溶接電流を流すことにより、接続突部１１同士を抵抗溶接し、集電体１０ａ、１０ｂ同士を接続している。また、一体電槽３の両端壁３ａにおける集電体１０ａ又は１０ｂと接続端子１２を溶接にて接続する際には、図７に示すように、集電体１０ａ又は１０ｂの接続突部１１の背部に溶接電極４１を当接させ、接続端子１２の接続軸部を収容可能な収容穴４３を有する溶接電極４２を接続端子１２の座部１２ａの背面に当接させ、白抜き矢印の如く加圧しながら溶接電流を流すことにより接続突部１１と１３を抵抗溶接し、集電体１０ａ又は１０ｂと接続端子１２を接続している。
【０００７】
上記溶接電極４１（４１ａ、４１ｂ）、４２には、電気抵抗が小さくかつ電極に必要な強度と硬度を確保できるために一般の抵抗溶接用電極として最適とされているクロム銅から成るものが用いられ、また抵抗溶接時に発生する可能性があるスパークによる飛沫が電槽４内に入るのを防止するために電槽４を下向きにして溶接するなどの対策がとられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように例え下向きで抵抗溶接しても、スパークによる飛沫が電槽４内に侵入する場合があり、その結果短絡を引き起こす恐れがあるという問題を有している。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、抵抗溶接時に発生するスパークによる飛沫で電池構成後に短絡を生じるのを防止できるアルカリ電池用抵抗溶接電極及び集合型電池の製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のアルカリ電池用抵抗溶接電極は、一体電槽の両端に装着する接続端子の接続突部と集電体の接続突部とを抵抗溶接にて接合するアルカリ電池用抵抗溶接電極であって、クロム銅から成る電極本体と、該電極本体のワークとの接触部に接合したアルカリに溶解しない金属から成るチップとを備え、吸引源に接続され且つ前記ワークを吸着保持するための吸引通路を有すると共に接続端子の接続軸部を収容可能な収容穴を有し、前記吸引通路は前記収容穴と接続されているものであり、抵抗溶接する際にスパークが発生してその飛沫が電槽内に侵入したとしても、アルカリに溶解しない金属の微粉末であるために溶解せず、短絡の原因になることはなく、作業性の良い抵抗溶接にて接合部を接合しながら性能の安定したアルカリ電池を得ることができる。
【００１１】
また、前記チップはモリブデンやニッケルや鉄等を用いることができるが、Ｆｅは抵抗が大きいのであまり好適でなく、モリブデンやニッケルにて構成するのが好適であり、特にニッケル水素電池では、ニッケルを用いた場合、集電体としてニッケル又はニッケルメッキを施したものが用いられるので溶接時に同材質の集電体と一体接合する可能性があり、モリブデンが最適である。
【００１２】
また、クロム銅から成る電極本体とモリブデンやニッケルから成るチップは、十分な接合強度を得るのが困難であり、単純にロウ材等にて一体接合した場合には十分な接合強度を得るのが難しいため、ロウ材で接合するとともに、締結固定具で固定するのが好適である。
【００１３】
また、電極本体の先端部とチップの基部に互いに嵌合する嵌合部を設けるとともに、ロウ材で接合することで、必要な接合強度を得ることができる。
【００１４】
また、電極本体とチップを純銅部材を介在して接合すると、純銅はクロム銅に対してもモリブデンやニッケルに対しても接合性が比較的良く、高い接合力を容易に得ることができ、かつ電気抵抗が小さくかつ介在させるだけであるので電極としての機械的強度に悪影響を殆ど与えないため好適である。
【００１５】
特に、比較的接合性の良くないチップと純銅部材は嵌合部を介してロウ材またはインサート鋳造等にて一体接合し、接合性の良い純銅部材と電極本体は単純にロウ材にて接合するのが好適である。
【００１６】
また、前記収容穴の内周に絶縁筒体を嵌着すると、接続端子を、溶接電極にて吸着保持した状態でかつ接続軸部との間でスパークが発生するのを防止しながら接合することができ、接続端子を生産性良く接合することができる。
【００１７】
また、本発明の集合型電池の製造方法は、複数の電槽を隔壁を介して連設した一体電槽の各電槽内に、集電体を接合した極板群をその集電体が隔壁に対向するように挿入配置するとともに、集電体に設けた接続突部を一体電槽の両端壁に形成した接続穴に嵌入させ、一体電槽の両端に装着する接続端子の接続突部と集電体の接続突部を、先端部にアルカリに溶解しない金属から成るチップを備えた電極を用い、該電極に形成された、接続端子の接続軸部を収容可能な収容穴に前記接続軸部を収容し且つ該電極における、吸引源及び前記収容穴に接続された吸引通路によりワークを電極に吸着保持しつつ、抵抗溶接にて接合するものであり、作業性の良い抵抗溶接にて複数の極板群の集電体同士及び両端の接続端子と集電体を接合できるとともに、抵抗溶接時にスパークが発生しても上記のように短絡の原因になることはなく、生産性良く性能の安定した集合型電池を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のアルカリ電池用抵抗溶接電極及び集合型電池の製造方法をニッケル水素二次電池から成る集合型角形電池に適用した実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、集合型角形電池の構成については、図５を参照して説明した従来例と同一であり、その説明を援用する。
【００１９】
集合型角形電池１の製造過程において、複数の電槽４を隔壁５を介して連設した一体電槽３の各電槽４内に、集電体１０ａ、１０ｂを接合した極板群８をその集電体１０ａ、１０ｂが隔壁５又は一体電槽３の両端壁３ａに対向するように挿入配置し、集電体１０ａ、１０ｂに設けた接続突部１１を隔壁５及び両端壁３ａに形成した接続穴７に嵌入させ、その状態で一体電槽３を下向きに配置し、隔壁５を介して対向する集電体１０ａ、１０ｂの接続突部１１、１１同士、及び一体電槽３の両端に装着する接続端子１２の接続突部１３と集電体１０ａ又は１０ｂの接続突部１３を溶接する工程を経る。
【００２０】
集電体１０ａ又は１０ｂの接続突部１１と接続端子１２の接続突部１３の溶接時には、図１に示すように、集電体１０ａ、１０ｂの接続突部１１とは反対側の背部に溶接電極２１を当接させ、接続端子１２の接続突部１３とは反対側の座部１２ａの背面に溶接電極２２を当接させ、両溶接電極２１、２２を互いに圧接させて所定の溶接電流を流すことによって溶接する。なお、集電体１０ａ、１０ｂの接続突部１１、１１同士を接続する場合は、一対の溶接電極２１を用いて溶接すれば良く、一方の溶接電極２２が同じ溶接電極２１に代わるだけであるので説明は省略する。
【００２１】
溶接電極２１は、図２に詳細に示すように、電極本体２３と電極本体２３の集電体１０ａ、１０ｂとの接触部に接合したチップ２４にて構成されている。電極本体２３は電極材料として最適なクロム銅にて構成され、チップ２４はアルカリ電解液に溶解しない金属であるモリブデンにて構成されている。電極本体２３はその先端部を電槽４内に下方から挿入して水平方向に加圧するため全体形状が鉤状に形成され、その下端部に溶接機に装着するためのフォーク部２５が形成され、先端部に水平方向に形成した嵌合穴２６にチップ２４が嵌入されるとともにロウ材にて一体接合されている。また、溶接電極２１の先端面２７は極板群８の上端面との干渉を避けるために先端部をカットして形成されている。
【００２２】
溶接電極２２は、クロム銅から成る電極本体２８と、電極本体２８の接続端子１２の座部１２ａの背面との接触部に接合したモリブデンから成るチップ２９にて構成されている。電極本体２８は一体電槽３の外部に配置されるので、全体形状がストレートな軸状で、その外側端部に溶接機に装着するためのフォーク部３０が形成され、内側端部にチップ２４を一体接合するための嵌合突部３１が形成されている。チップ２９は、その基部に嵌合突部３１の外周に嵌合する嵌合穴３２が形成され、先端部に接続端子１２の座部１２ａの外周にはみ出さないように段部３３が形成されている。また、チップ２９の先端面からチップ２９を貫通して電極本体２８内に、接続端子１２の接続軸部が挿入される収容穴３４が形成され、その内周にスパークの発生を防止するための布入りベークライト等から成る絶縁筒体３５が嵌合配置されている。
【００２３】
以上の構成によれば、一体電槽３の両端の接続端子１２と集電体１０ａ、１０ｂを溶接電極２１、２２を用いて、また同様に互いに隣接する電槽４内の極板群８の集電体１０ａ、１０ｂを一対の溶接電極２１、２１を用いて作業性良く溶接接合することができ、かつその溶接電極２１、２２がクロム銅から成る電極本体２３、２８の先端部にモリブデンから成るチップ２４、２９を備えているので、抵抗溶接する際にスパークが発生してその飛沫が電槽４内に侵入したとしても、モリブデンはアルカリ電解液に溶解せず、短絡の原因になることはない。したがって、作業性の良い抵抗溶接にて接合部を接合しながら性能の安定したアルカリ電池を得ることができる。
【００２４】
また、接続端子１２を接合する溶接電極２２に、接続端子１２の接続軸部を収容可能な収容穴３４を形成するとともにその内周に絶縁筒体３５を嵌着しているので、接続端子１２をその接続軸部を収容した状態で、接続軸部との間でスパークが発生するのを防止しながら接合することができ、接続端子１２を生産性良く接合することができる。また、電極本体２８の先端部とチップ２９の基部に嵌合突部３１と嵌合穴３２を設けて互いに嵌合させるとともに、ロウ材で接合しているので、クロム銅とモリブデン間の接合は困難であっても、溶接電極２２として必要な接合強度を得ることができる。
【００２５】
図１に示した溶接電極２２においては、電極本体２８の先端部とチップ２９の基部に互いに嵌合する嵌合部を設けてロウ材にて接合したが、図３に示すように、電極本体２８とチップ２９を突き合わせ状態でロウ材にて接合するとともに、段部３３の周囲に配設した複数の締結ボルト３６にて電極本体２８とチップ２９を結合しても良い。また、本例では収容穴３４の奥部に、真空ポンプなどの吸引源（図示せず）に連通される吸引通路３７が接続されている。
【００２６】
このように電極本体２８とチップ２９をロウ材で接合するとともに締結ボルト３６で固定することにより、クロム銅とモリブデンを単純にロウ材等にて一体接合した場合には接合強度を得るのが困難であっても、溶接電極２２として十分な接合強度を得ることができる。また、収容穴３４の奥部を吸引通路３７に接続しているので、接続端子１２を溶接電極２２にて吸着保持でき、接続端子１２を生産性良く溶接接合することができる。
【００２７】
さらに、図４に示すように、溶接電極２２を、電極本体２８とチップ２９を純銅部材３８を介在して接合することもできる。特に、図示の如く比較的接合性の良くないチップ２９と純銅部材３８とは、チップ２９に形成した嵌合穴３２と純銅部材３８に設けた嵌合突部３９とを互いに嵌合するとともにロウ材にて一体接合し、接合性の良い純銅部材３８と電極本体２８は単純にロウ材にて接合するのが好適である。なお、チップ２９と純銅部材３８をロウ材にて接合する代わりにインサート鋳造等にて一体接合してもよい。
【００２８】
溶接電極２２をこのように構成すると、純銅部材３８は電極本体２８のクロム銅に対してもチップ２９のモリブデンやニッケルに対しても接合性が比較的良いために、高い接合力を容易に得ることができ、かつ純銅部材３８は電気抵抗が小さくかつ介在させるだけであるので溶接電極２２としての機械的強度に悪影響を殆ど与えないため好適である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のアルカリ電池用抵抗溶接電極によれば、以上の説明から明らかなように、クロム銅から成る電極本体と、電極本体のワークとの接触部に接合したアルカリに溶解しない金属から成るチップとを備えたので、抵抗溶接する際にスパークが発生してその飛沫が電槽内に侵入したとしても、アルカリに溶解しない金属の微粉末であるために溶解せず、短絡の原因になることはなく、作業性の良い抵抗溶接にて接合部を接合しながら性能の安定したアルカリ電池を得ることができる。
【００３０】
また、本発明の集合型電池の製造方法によれば、複数の電槽を隔壁を介して連設した一体電槽の各電槽内に、集電体を接合した極板群をその集電体が隔壁に対向するように挿入配置するとともに、集電体に設けた接続突部を隔壁及び一体電槽の両端壁に形成した接続穴に嵌入させ、隔壁を介して対向する集電体の接続突部同士、及び一体電槽の両端に装着する接続端子の接続突部と集電体の接続突部を、先端部にアルカリに溶解しない金属から成るチップを備えた電極を用いて抵抗溶接にて接合するので、作業性の良い抵抗溶接にて複数の極板群の集電体同士及び両端の接続端子と集電体を接合できるとともに、抵抗溶接時にスパークが発生しても上記のように短絡の原因になることはなく、生産性良く性能の安定した集合型電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における集電体と接続端子の溶接接合工程を示す縦断正面図である。
【図２】同実施形態における集電体側の溶接電極を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】同実施形態における接続端子側の溶接電極の他の構成例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は部分断面正面図、（ｃ）は下面図である。
【図４】同実施形態における接続端子側の溶接電極のさらに別の構成例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は部分断面正面図、（ｃ）は下面図である。
【図５】同実施形態の適用対象の集合型角形電池の縦断部分正面図である。
【図６】従来例における集電体同士の溶接接合工程を示す部分断面正面図である。
【図７】同従来例における集電体と接続端子の溶接接合工程を示す部分断面正面図である。
【符号の説明】
１  集合型角形電池
３  一体電槽
３ａ  端壁
４  電槽
５  隔壁
８  極板群
１０ａ、１０ｂ  集電体
１１  接続突部
１２  接続端子
１３  接続突部
２１、２２  溶接電極
２３、２８  電極本体
２４、２９  チップ
３１、３９  嵌合突部
２６、３２  嵌合穴
３４  収容穴
３５  絶縁筒体
３６  締結ボルト
３７  吸引通路
３８  純銅部材
【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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