特許 6420129 カートリッジ式空気電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6420129

(24)【登録日】2018年10月19日

(45)【発行日】2018年11月7日

(54)【発明の名称】カートリッジ式空気電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20181029BHJP

   H01M 12/06 20060101ALI20181029BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20181029BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 M

   H01M12/06 J

   H01M12/06 B

   H01M2/10 E

   H01M2/30 B

【請求項の数】5

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-241729(P2014-241729)

(22)【出願日】2014年11月28日

(65)【公開番号】特開2016-103430(P2016-103430A)

(43)【公開日】2016年6月2日

【審査請求日】2017年8月24日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度、独立行政法人科学技術振興機構、研究成果展開事業、研究成果最適展開支援プログラム、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000005382

【氏名又は名称】古河電池株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】711004757

【氏名又は名称】セレスティカ・ジャパン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504157024

【氏名又は名称】国立大学法人東北大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平 芳延

(72)【発明者】

【氏名】阿部 勲

(72)【発明者】

【氏名】小野 陽洋

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 隆

(72)【発明者】

【氏名】小濱 泰昭

(72)【発明者】

【氏名】柴田 浩幸

【審査官】 瀧 恭子

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−２０１７６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５６−０４３５７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−２１５０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１３４６５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２３２１０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０、２／２０−２／３４、１２／００−１６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気電池をそれぞれ収容する複数のカートリッジと、前記複数のカートリッジが装填されるケースとを備えるカートリッジ式空気電池システムにおいて、
前記カートリッジは、当該カートリッジ内の空気電池と電気的に接続される外部端子を備え、
前記ケースに前記複数のカートリッジを装填した場合に、前記カートリッジの外部端子同士が接触して前記空気電池が直列、又は並列に接続され、
前記カートリッジ同士で対向する外表面は、前記外表面を有するカートリッジ内側に向けて凹む凹み部を有し、前記凹み部には、前記空気電池の空気極が露出し、前記凹み部は、前記カートリッジ内側に向けて凹む円弧面に形成されることを特徴とするカートリッジ式空気電池システム。

【請求項2】

前記カートリッジは、いずれかの外表面を他の前記カートリッジの外表面に接触、或いは近接させて前記ケース内に配置され、
前記接触、或いは近接する外表面同士のそれぞれに前記外部端子が設けられることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ式空気電池システム。

【請求項3】

前記複数のカートリッジは、前記ケース内にて一方向に配列され、
隣接するカートリッジ同士で対向する外表面に、前記外部端子が設けられることを特徴とする請求項２に記載のカートリッジ式空気電池システム。

【請求項4】

前記カートリッジ同士で対向する外表面は、互いに当接する当接部と、前記当接部が当接した状態で前記カートリッジ間に隙間を確保する前記凹み部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカートリッジ式空気電池システム。

【請求項5】

前記外部端子は、前記当接部に設けられることを特徴とする請求項４に記載のカートリッジ式空気電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気電池をそれぞれ収容する複数のカートリッジと、複数のカートリッジが装填されるケースとを備えるカートリッジ式空気電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電解液として塩化ナトリウム水溶液などを注液して使用する注液式空気電池を備えた空気電池システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、筐体に複数の空気電池カートリッジを着脱自在に設けることが記載されている。この空気電池カートリッジは、注液式空気電池をこれらの間に空気流路を区画するようにして配列するとともに、これらの一端部にバスバーに連結接続するための接続部を設ける構成であることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２２３４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の構成では、筐体にバスバーを設けて電池同士を接続する構造と、複数の空気電池カートリッジを、間隔を空けて装着する構造とが必要である。このため、構造の複雑化や部品点数の増大が生じ、システム全体の小型化に不利である。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、電池接続の容易化とシステム全体の小型化とを図り易くしたカートリッジ式空気電池システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するため、本発明は、空気電池をそれぞれ収容する複数のカートリッジと、前記複数のカートリッジが装填されるケースとを備えるカートリッジ式空気電池システムにおいて、前記カートリッジは、当該カートリッジ内の空気電池と電気的に接続される外部端子を備え、前記ケースに前記複数のカートリッジを装填した場合に、前記カートリッジの外部端子同士が接触して前記空気電池が直列、又は並列に接続され、前記カートリッジ同士で対向する外表面は、前記外表面を有するカートリッジ内側に向けて凹む凹み部を有し、前記凹み部には、前記空気電池の空気極が露出し、前記凹み部は、前記カートリッジ内側に向けて凹む円弧面に形成されることを特徴とする。

【0006】

上記構成において、前記カートリッジは、いずれかの外表面を他の前記カートリッジの外表面に接触、或いは近接させて前記ケース内に配置され、前記接触、或いは近接する外表面同士のそれぞれに前記外部端子が設けられるようにしても良い。
また、上記構成において、前記複数のカートリッジは、前記ケース内にて一方向に配列され、隣接するカートリッジ同士で対向する外表面に、前記外部端子が設けられるようにしても良い。

【0007】

また、上記構成において、前記カートリッジ同士で対向する外表面は、互いに当接する当接部と、前記当接部が当接した状態で前記カートリッジ間に隙間を確保する前記凹み部とを備えるようにしても良い。

【0008】

また、上記構成において、前記外部端子は、前記当接部に設けられるようにしても良い。

【発明の効果】

【0009】

電池接続の容易化とシステム全体の小型化とを図り易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態のカートリッジ式空気電池システムを示した斜視図である。

【図2】本実施形態のカートリッジ式空気電池システムの上面図である。

【図3】本実施形態のカートリッジ式空気電池システムの図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は左側面図である。

【図4】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図5】空気電池の正面図である。

【図6】図５のＶ−Ｖ断面図である。

【図7】本実施形態のカートリッジの斜視図である。

【図8】図７とは異なる方向から見たカートリッジの斜視図である。

【図9】本実施形態のカートリッジの正面図である。

【図10】図９のＶＩ−ＶＩ断面図である。

【図11】本実施形態の注液装置を上方から見た図である。

【図12】本実施形態の注液装置をカートリッジ式空気電池システムと共に示した図であり、（Ａ）は図１１のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図、（Ｂ）はカートリッジ式空気電池システムの側面図である。

【図13】本実施形態の開状態のときの注液口を栓と共に拡大して示した図である。

【図14】本実施形態の閉状態のときの注液口を栓と共に拡大して示した図である。

【図15】第２実施形態での開状態のときの注液口を栓と共に拡大して示した図である。

【図16】第２実施形態での閉状態のときの注液口を栓と共に拡大して示した図である。

【図17】第３実施形態に係る注液装置の注液口を栓と共に拡大して示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態のカートリッジ式空気電池システム（以下、空気電池システムと言う）１を示した斜視図である。
この空気電池システム１は、複数の空気電池１０（後述する図５、図６など）を収容し、これら空気電池１０の発電電力を不図示の電力利用機器に供給する電源として機能し、組電池や電池パックとも称する。本空気電池システム１は、各空気電池１０に注液する液体である電解液を貯留する注液装置８０（後述する図１１、図１２など）を別途備えており、電源を利用したいときに、その電解液を注液装置８０から各空気電池１０に移すことで、停電時でも電源を利用することができる。
つまり、この空気電池システム１は非常用途に好適である。但し、非常用途に限定する必要はなく、様々な用途に用いる簡易電源として広く利用可能である。
なお、本実施形態では、空気電池１０にマグネシウム空気電池を使用するので、注液装置８０には塩化ナトリウム水溶液などが貯留される。

【0012】

（空気電池システム）
図１に示すように、空気電池システム１は、ケース４１と、ケース４１に装填される複数のカートリッジ式空気電池（以下、カートリッジと言う）５０とを備える。各カートリッジ５０は同一形状であり、不図示の空気電池１０をそれぞれ収容する。
空気電池システム１に収容される空気電池１０の数は、要求される仕様に応じて適宜に変更される。図１の例では、各カートリッジ５０に２個の空気電池１０をそれぞれ収容し、計５個のカートリッジ５０をケース４１に一列に並べて装填することによって、計１０個の空気電池１０を収容している。

【0013】

図２は空気電池システム１の上面図である。また、図３（Ａ）は空気電池システム１の正面図、図３（Ｂ）は底面図、図３（Ｃ）は左側面図である。
図２及び図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、前記ケース４１は、下面視で略長方形の底板４２と、底板４２の対向する一対の長辺部から立ち上がって正面及び背面を構成する一対の幅広側板４３と、底板４２の対向する一対の短辺部から立ち上がって左右側面を構成する一対の幅狭側板４４とを備え、上方に開口する矩形の有底箱形状に形成されている。

【0014】

図３（Ｂ）に示すように、前記底板４２には、この空気電池システム１の正極端子と負極端子を構成する一対の外部端子４５、４６が設けられている。
この底板４２には、上方に凹んで長手方向に連続する上げ底部４２Ａが形成されており、この上げ底部４２Ａの下面に長手方向に間隔を空けて上記外部端子４５、４６が配置される。外部端子４５、４６には、公知のコネクタ端子が採用され、外部から電源線を容易にコネクタ接続可能である。
この一対の外部端子４５、４６から空気電池システム１の発電電力が供給され、電源線を介して不図示の電力利用機器に電力を供給することができる。なお、外部端子４５、４６の出力を電力変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＡＣコンバータなど）を介して外部に出力するように構成しても良い。

【0015】

一対の幅広側板４３は、カートリッジ５０の並び方向（図中、α方向）に延びる側板であり、正面視又は背面視で長方形の同一形状に形成されている。これら幅広側板４３には、図３（Ａ）に示すように、左右に間隔を空けて比較的大型の貫通孔４３Ａが２個形成されており、ケース４１内外で空気を流通可能にする。
これら貫通孔４３Ａは、カートリッジ５０間に開口する後述する凹み部５７間の隙間Ｓを直接外空間に開放すべく左右方向に延びる長孔に形成されており、凹み部５７間の隙間Ｓに外気を効率良く流通させる。この凹み部５７間には、後述するように空気極１３が露出するため、上記貫通孔４３Ａにより空気極１３に空気を十分に供給することができる。つまり、貫通孔４３Ａは空気極１３に通風する空気極通風口として機能する。

【0016】

また、これら貫通孔４３Ａにより、空気電池システム１内のカートリッジ５０周囲に外気を効率良く流すことができ、カートリッジ５０の空冷効果も向上させることができる。
一対の幅広側板４３の上部は内側に折り曲げられ、この内側に折り曲げられた部分に、カートリッジ５０の蓋部５１から張り出す一対の張り出し部５１Ａ、５１Ｂ（図１、図２）がそれぞれ載置される。これら一対の張り出し部５１Ａ、５１Ｂは不図示の締結部材（例えば締結ボルト）を介して幅広側板４３に固定可能であり、これによってカートリッジ５０をケース４１に固定可能である。

【0017】

図３（Ｃ）に示すように、一対の幅狭側板４４は、カートリッジ５０の並び方向αに直交して両端のカートリッジ５０を覆う側板であり、左右側面視で長方形の同一形状に形成されている。これら幅狭側板４４にも複数の貫通孔４４Ａが形成されている。
ここで、図４は空気電池システム１の側断面図（図２のＩＶ−ＩＶ断面図）を示している。
図４に示すように、幅狭側板４４に設けられた複数の貫通孔４４Ａは、両端のカートリッジ５０の後述する凹み部５７に対向する領域に設けられており、凹み部５７内に露出する空気極１３に外気を流通自在にする。つまり、貫通孔４４Ａは、両端のカートリッジ５０の各幅狭側板５４に対向する凹み部５７側に露出する空気極１３に外気を供給する空気極通風口として機能する。また、これら貫通孔４４Ａにより、両端のカートリッジ５０を効率良く空冷することができる。

【0018】

このように、ケース４１の全ての側板４３、４４に設けられた貫通孔４３Ａ、４４Ａにより、全てのカートリッジ５０内の空気電池１０の空気極１３に対し、空気を十分に供給することができる。これにより、全ての空気電池１０の電池反応の促進や安定化を図ることができる。さらに、各カートリッジ５０の空冷条件がほぼ同じとなるので、各カートリッジ５０の温度のばらつき、つまり、各空気電池１０の温度のばらつきを抑え易くなる。従って、各空気電池１０の発電電圧などのばらつきを抑え易くなり、電源としての安定化を図ることができる。
なお、各貫通孔４３Ａ、４４Ａの数や形状の変更は容易であるため、設置条件に応じて各貫通孔４３Ａ、４４Ａを調整し、温度のばらつきなどを抑え易い。

【0019】

図４に示すように、各幅狭側板４４には、両端のカートリッジ５０に向かって突出してカートリッジ５０に当接する上下一対の当接部４４Ｈ、４４Ｌが設けられている。上側の当接部４４Ｈは、カートリッジ５０の凹み部５７よりも上の領域に面接触し、下側の当接部４４Ｌはカートリッジ５０の凹み部５７よりも下の領域に面接触する。これによって、カートリッジ５０の凹み部５７を避けて両端のカートリッジ５０を押さえて位置決めでき、カートリッジ５０の移動（幅狭側板４４側への移動）や変形（幅狭側板４４側への膨張）を抑制することができる。
また、各当接部４４Ｈ、４４Ｌがカートリッジ５０に面接触するので、カートリッジ５０を出し入れする際に上記当接部４４Ｈ、４４Ｌがガイドとなり、カートリッジ５０を出し入れし易くなる。

【0020】

（空気電池）
図５は空気電池１０の正面図（空気極１３側から見た図）であり、図６は図５のＶ−Ｖ断面図を示している。図６中、符号ＵＬは電解液の液面を示している。図５及び図６に示す上下方向は、空気電池システム１設置時の上下方向と一致するが、左右及び前後方向は空気電池１０単体での方向であり、空気電池システム１設置時の状況によって各方向は変わることもある。
この空気電池１０は、折り曲げ自在な１枚のシート材を２つ折りして重ね、その両側縁を接合し、折り曲げ加工して形成された中空箱形状の電池ケース１１を備えている。この電池ケース１１の前壁部２２に空気極１３が装着され、この空気極１３と対向するように内部中央に金属極１５が収容されている。

【0021】

詳述すると、この電池ケース１１は、薄型の直方体形状に形成され、電池ケース１１の底面を構成する底板部２１と、前面を構成する前壁部２２と、後面を構成する後壁部２３と、左右側面を構成する左右の側壁部（左壁部、右壁部）２４と、上面を構成する上板部２５とを一体に有している。前壁部２２、及び後壁部２３は、上下方向よりも左右方向が長い同一形状の面（横長面）であって、互いに平行に配置され、電池ケース１１の中で最も大きい面を構成している。

【0022】

空気極１３は、空気極１３の基材となる矩形状の銅メッシュ（金属メッシュ、金網とも称する）１３Ａに、カーボンとテフロン（登録商標）を混合した素材を、ローラープレス機などを用い所定厚さのシート状とした後、所定時間、所定温度で乾燥、焼成させ、前記銅メッシュと略同等の大きさに裁断したシートを両面から圧迫（プレス）し狭持したものであり、通気性と非透水性（非透液性に相当）とを有している。この空気極１３は、前壁部２２に設けられた開口部２２Ｋ（図６）を覆うように前壁部２２の外部に露出する面（外面）に熱融着や接着剤により取り付けられる。
すなわち、前記シート状とした素材は、外部の空気は電池ケース１１の内部に通気可能であり、電池ケース１１内部の電解液は外部に透過不能な非透水性を有するものである。なお、空気極１３は、上記の構成に限らず、公知の構成を広く適用可能である。

【0023】

また、銅メッシュ１３Ａ（図５）の一部はシート状とした素材の外に露出し、この外部に露出する部分は、空気極１３の端子１３Ｔとして用いられる。図６に示すように、この端子１３Ｔは空気電池１０の下部に設けられ、より具体的には、開口部２２Ｋよりも下方に設けられている。
底板部２１は、図６に示すように、側面視で下方凸のＶ字形状に形成される。金属極１５の下端は、底板部２１の傾斜に案内されて下方凸の部分２１Ｔに嵌り、金属極１５の下端が位置決めされる。

【0024】

前壁部２２、及び後壁部２３の上端は折り曲げられて上板部２５を形成する。上板部２５は、前壁部２２、及び後壁部２３側から金属極１５の上部を挟持するように交互に金属極１５の手前で或いは金属極１５を超えて下方に折り曲げられた折り曲げ部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを有し、これら折り曲げ部２５Ａ〜２５Ｄによって金属極１５の上部を支持する。
なお、折り曲げ部２５Ａ、２５Ｃが前壁部２２側を折り曲げた部分であり、折り曲げ部２５Ｂ、２５Ｄが後壁部２３側を折り曲げた部分である。金属極１５の両側には、同一幅の隙間ＳＦ、ＳＲが設けられ、これら隙間ＳＦ、ＳＲに対応する空間内に電解液が満たされる。

【0025】

上記電池ケース１１を形成するシート材は、紙を含有したシート材であり、熱融着性樹脂（例えば、ポリエチレン（ＰＥ））により少なくとも内面がラミネート加工された紙、つまり、ラミネート紙が用いられる。このため、内面側が非透液性に形成され、電解液が外部に染み出す（漏れる）ことがなく、また、金属缶や樹脂製容器を使用する場合に比して、軽量かつ安価である。なお、シート材の表裏両面をラミネート加工した両面ラミネート紙を用いても良い。
また、熱融着性樹脂を用いるため、熱融着により接合して液密な箱形状に形成することができる。シート材中の紙の比率としては、好ましくは５０％を超えるようにする。紙の比率を５０％超過とすることで、例えば紙ゴミとして廃棄可能になる。

【0026】

金属極１５は、前壁部２２と後壁部２３との間であって、各壁部２２、２３から離間した位置にて空気極１３と平行に配置され、電池使用状態では各極板は鉛直方向に配置される。
この金属極１５には、マグネシウム合金が用いられ、電解液には、水系の電解液、例えば、塩化ナトリウム水溶液が使用される。なお、金属極１５に、亜鉛、鉄、アルミニウムなどの金属またはその合金を用いることが可能である。金属極１５に亜鉛を用いた場合は、電解液に水酸化カリウム水溶液を用いるようにすれば良く、金属極１５に鉄を用いた場合は、電解液にアルカリ系水溶液を用いるようにすれば良い。また、金属極１５にアルミニウムを用いた場合は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む電解液を用いるようにすれば良い。
なお、上板部２５には電解液を注液するための孔部と電池反応により発生する反応ガス（水素ガス）を排気する為の孔部が少なくとも１個ずつ形成されている。また、予め空気電池１０内に食塩（塩化ナトリウム）などを入れておくことで、電解液として塩化ナトリウムなどを使用することなく、水を使用することが可能であり、非常用途に好適である。

【0027】

（カートリッジ）
図７及び図８はカートリッジ５０を異なる方向から見た斜視図である。また、図９はカートリッジ５０の正面図、図１０は側断面図（図９のＶＩ−ＶＩ断面図）である。なお、図７〜図１０の上下方向は、空気電池システム１設置時の上下方向と一致するが、左右前後方向は空気電池システム１設置時の状況によって各方向は変わることもある。また、カートリッジ５０は正面と背面の中心ＬＣ（図１０）を基準にして対称形状に形成されている。

【0028】

カートリッジ５０は、２個の空気電池１０を前後方向に沿う並び方向αに並べて収容するカートリッジケース５３を備えている。カートリッジケース５３は、樹脂又は金属で形成されて空気電池１０よりも高剛性に形成された部材であり、中心ＬＣを基準にして分割された一対の分割片５４Ｆ、５４Ｒと、分割片５４Ｆ、５４Ｒの上方開口を覆う蓋部５１とを備えている。
一対の分割片５４Ｆ、５４Ｒは、短側面中央部の一方に切欠き（貫通孔）、他方に前記切欠きに勘合する勘合用突起が形成された係止構造５４Ａ（図７、図８）で互いに連結され、上方が開口する略薄型の有底箱形状を形成する。カートリッジ５０に収容される２個の空気電池１０は、互いの空気極１３を各分割片５４Ｆ、５４Ｒの側壁部５５に向けて収容され、空気極１３を、側壁部５５に設けられた矩形の開口部５５Ａを介して外部に露出させる。

【0029】

図１０に示すように、各分割片５４Ｆ、５４Ｒには、カートリッジ５０に収容された空気電池１０の前壁部２２に当接する上下の当接部５５Ｈ、５５Ｌ、空気電池１０が載置される底部５５Ｂ、及び、２個の空気電池１０間（後壁部２３間）に介在して空気電池１０間の隙間を規定する隙間規定部材５５Ｃが設けられる。これによって、空気電池１０がカートリッジ５０に位置決めされる。

【0030】

蓋部５１には、左右に間隔を空けて円形に凹む一対の凹部５１Ｅ、５１Ｆが設けられる。各凹部５１Ｅ、５１Ｆには、各空気電池１０の上板部２５に設けられた孔部にそれぞれ挿通される一対の挿通部５１Ｐ、５１Ｑがそれぞれ形成されており、一方の挿通部５１Ｐは、凹部５１Ｅ、５１Ｆを上下に貫通する貫通管に形成され、他方の挿通部５１Ｑは、各凹部５１Ｅ、５１Ｆの底部裏面に形成された円筒状のもので、その円筒側壁に穴が形成されて蓋部５１と空気電池１０との間の空間内に開口し、凹部５１Ｅ、５１Ｆを上方には貫通しない非貫通管に形成されている。

【0031】

これら凹部５１Ｅ、５１Ｆには、注液装置８０からの電解液が供給され、貫通管に形成された挿通部５１Ｐを通って電解液が空気電池１０内に供給される。この電解液の流入に伴い、空気電池１０内の空気は、非貫通管に形成された挿通部５１Ｑを通って蓋部５１と空気電池１０との間の空間内に排気され、電解液の流入を円滑に行うことができる。

【0032】

また、空気電池１０から電池反応によるガス（以下、反応ガスと言う）が排出された際に、この反応ガスを、両挿通部５１Ｐ、５１Ｑを介して空気電池１０外に排出することができる。ここで、非貫通管の挿通部５１Ｑを通った内部ガスや空気は、蓋部５１と空気電池１０との間の空間内に排出され、蓋部５１の凹部５１Ｅ、５１Ｆ以外の領域に設けられた孔部５１Ｋ（図７、図８）を通って上方に排出される。このように空気電池１０からの内部ガス（本実施形態では水素）を上方に排出できるので、空気より軽い内部ガスを効率良く排出し、カートリッジ５０内に残留する事態を抑制することができる。

【0033】

本実施形態では、図４に示すように、空気電池システム１のケース４１にカートリッジ５０を装填した場合に、各カートリッジ５０の側壁部５５が、隣接するカートリッジ５０の側壁部５５に対向する。このカートリッジ５０同士で対向する側壁部５５の外表面は、図４、図１０などに示すように、カートリッジ５０内側に向けて凹む凹み部５７を有しており、この凹み部５７に、空気極１３を露出する開口部５５Ａが形成されている。
換言すると、空気極１３を外部に露出させる開口部５５Ａを含む領域が、カートリッジ５０内側に向けて凹む凹み部５７に形成されており、これら凹み部５７により、カートリッジ５０同士で対向する側壁部５５が接触、或いは近接しても、空気極１３に空気を供給する隙間Ｓ（図１、図３、図４）を確保することができる。

【0034】

また、各カートリッジ５０の側壁部５５の外表面は、凹み部５７がカートリッジ５０内側に向けて凹む円弧面に形成され、凹み部５７よりも上下に位置する面が、対向するカートリッジ５０同士で当接する当接部５８Ｈ、５８Ｌに形成されている。上下の当接部５８Ｈ、５８Ｌは、垂直面に形成され、全体を面接触させることができる。
凹み部５７を円弧面に形成することにより、電池反応による反応ガスで空気電池１０を膨張させる力が生じても円弧面で分散し、凹み部５７に応力集中する事態を避けることができる。従って、凹み部５７の変形を回避することができる。
また、カートリッジ５０同士の上下の当接部５８Ｈ、５８Ｌが互いに当接するので、各カートリッジ５０を位置決めできるとともに複数のカートリッジ５０をコンパクトに配置できる。これによって、各カートリッジ５０の配置に必要なスペースが最小で済み、空気電池システム１の小型化に有利である。

【0035】

さらに、カートリッジ５０同士で対向する側壁部５５には、図７〜図９に示すように、カートリッジ５０内の空気電池１０と電気的に接続される一対のカートリッジ５０の外部端子６１Ａ，６１Ｂが設けられている。
一方のカートリッジ５０の外部端子６１Ａは、側壁部５５の下部領域である当接部５８Ｌの領域に設けられ、カートリッジ５０内の２個の空気電池１０の一方の空気極１３と電気的に接続される。

【0036】

また、他方の外部端子６１Ｂは、反対側の側壁部５５の下部領域である当接部５８Ｌの領域に設けられ、カートリッジ５０内の他方の空気電池１０の金属極１５と電気的に接続される。
そして、複数のカートリッジ５０を図１に示すようにケース４１に装填すると、隣接するカートリッジ５０においては、各カートリッジ５０の一方の外部端子６１Ａは一方に隣接するカートリッジ５０の外部端子６１Ｂに接触し、他方の外部端子Ｂは他方に隣接するカートリッジ５０の外部端子６１Ａと接触し、複数のカートリッジ５０が互いに隣接するカートリッジ５０と外部端子６１Ａ，６１Ｂで接触することとなる。
なお、カートリッジ５０内の２個の空気電池１０は不図示の導通部材を介して予め直列に接続されている。これらによって、図１に示す状態では、全ての空気電池１０が直列接続される。
また、直列接続された空気電池１０の正極端子（空気極１３の端子１３Ｔ）と負極端子は、空気電池システム１の正極端子と負極端子を構成する一対の外部端子４５、４６にそれぞれ接続することで、負荷などに電力を供することが可能である。

【0037】

空気電池１０と一方のカートリッジ５０の外部端子６１Ａの接続構造について具体的に説明する。
図９に示すように、一方のカートリッジ５０の外部端子６１Ａが設けられるカートリッジ５０の側壁部５５の内面には、空気極１３の下部に設けられた端子１３Ｔに対応する領域に板状の導通部材（接触部）６１が設けられる。
この導通部材６１は、一方のカートリッジ５０の外部端子６１Ａに電気的に接続され、空気極１３の端子１３Ｔと押圧接触する。これによって、空気極１３と外部端子６２とを容易に導通させることができ、空気電池１０がカートリッジ５０に挿入されると、空気極１３とカートリッジ５０の外部端子６１Ａとが自動的に導通する。
なお、図９の例では、導通部材６１を端子１３Ｔよりも大型の板形状に形成した場合を示したが、これに限らず、導通を確保できる範囲で導通部材６１の形状を適宜に変更しても良い。

【0038】

空気電池１０と他方の外部端子６１Ｂの接続については、空気電池１０に、金属極１５から延びる配線を予め設けるとともに、カートリッジ５０に、他方の外部端子６１Ｂから延びる配線を予め設けておき、両配線の端部に公知の接続端子（コネクタ、ギボシなど）を設け、容易に着脱自在にする接続構造が採られる。なお、この接続構造に限らず、公知の他の接続構造を広く適用可能である。
また、カートリッジ５０内の空気電池１０同士の接続、つまり、カートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂに接続されない空気極１３と金属極１５との接続については、空気極１３の端子１３Ｔに配線を設け、これと金属極１５から延びる配線を接続することにより接続した。

【0039】

なお、本実施形態では、全ての空気電池１０を直列に接続する場合を説明したが、並列に接続しても良い。例えば、カートリッジ５０内の２個の空気電池１０を並列接続する場合には、両方の空気極１３を一方の外部端子６１Ａに接続し、両方の金属極１５を他方の外部端子６１Ｂに接続するようにすれば良い。このようにして空気電池１０を直列、並列、又は直並列（直列接続と並列接続の組み合わせ）に接続することが可能である。

【0040】

以上説明したように、本実施形態の空気電池システム１においては、ケース４１に複数のカートリッジ５０を装填した場合に、各カートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂ同士が接触して空気電池１０が直列に接続されるので、電池接続の容易化とシステム全体の小型化を図り易くなる。
しかも、カートリッジ５０は、いずれかの外表面を他のカートリッジ５０の外表面に接触させてケース４１内に配置され、接触する外表面同士のそれぞれにカートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂが設けられるので、外部端子６１Ａ、６１Ｂをカートリッジ５０から大きく張り出すことなく外部端子６１Ａ、６１Ｂ同士を接触させ易くなる。これによって、カートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂをコンパクト化できるとともに、カートリッジ５０の配置に必要なスペースを最小にでき、空気電池システム１の小型化に有利となる。

【0041】

また、複数のカートリッジ５０は、ケース４１内にて一方向に配列され、隣接するカートリッジ５０同士で対向する外表面に、カートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂが設けられるので、カートリッジ５０をコンパクトに配置できるとともにカートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂ同士を接触させ易くなる。
さらに、カートリッジ５０同士で対向する外表面は、外表面を有するカートリッジ５０内側に向けて凹む凹み部５７を有し、凹み部５７には、空気電池１０の空気極１３が露出するので、カートリッジ５０同士を近接配置しても凹み部５７の分だけ隙間Ｓが空き、空気極１３に空気を供給し易くなる。

【0042】

また、カートリッジ５０同士で対向する外表面は、互いに当接する当接部５８Ｈ、５８Ｌと、これら当接部５８Ｈ、５８Ｌが当接した状態でカートリッジ５０間に隙間Ｓを確保する凹み部５７とを備えるので、当接部５８Ｈ、５８Ｌにより両カートリッジ５０を位置決めしながら凹み部５７により空気を供給する隙間Ｓを確保できる。
また、カートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂは当接部５８Ｌに設けられるので、凹み部５７に設ける場合を比べて、各カートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂ同士の接続を容易に行うことができる。

【0043】

（注液装置）
次いで、注液装置８０について説明する。
図１１は注液装置８０を上方から見た図であり、図１２は注液装置８０を空気電池システム１と共に示した図であり、図１２（Ａ）は図１１のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図、図１２（Ｂ）は空気電池システム１の側面図である。注液装置８０は、上方が開口する有底箱形状に形成され、空気電池システム１の上に載置される。この注液装置８０は、下面視で略長方形の底板８２と、底板８２の周縁から上方に立ち上がって注液装置８０の正面、左右の側面、及び背面を形成する複数の側板部８４とを備えている。
注液装置８０の上部には、短辺側の側板部間を架橋する取っ手部８６が設けられ、この取っ手部８６をユーザが把持することで、ユーザが注液装置８０を容易に持ち運ぶことができる。この取っ手部８６は、金属材などの剛性を有する材料で形成されており、注液装置８０を補強する補強部材としても機能する。

【0044】

また、注液装置８０には、空気電池１０毎の電解液の注液量を一定にするため、図１１、及び図１２（Ａ）に示すように隣接する空気電池１０間の直上に位置する部分に、仕切り板８１を設けている。仕切り板８１は、カートリッジ５０の並び方向αに間隔を空けて上方に立設して注液装置８０内を１０個の空間に仕切り、空気電池システム１が有する１０個の空気電池１０毎の電解液を個別に貯留可能にする。
仕切り板８１の高さは、空気電池１０に注液する電解液量と同等の体積となるように調整することが好ましい。なお、本実施形態では仕切り板８１の高さと面一になるまで電解液を注液することで、空気電池１０に必要量の電解液を注液することが可能であり、その都度、電解液の注液量を測定しなくても良い。

【0045】

図１２（Ａ）に示すように、底板８２には、カートリッジ５０の並び方向αに間隔を空けて上下に貫通する注液口９１が形成されている。これら注液口９１は、空気電池１０と同じ数（１０個）だけ設けられ、底板８２上の空間内に貯留された電解液（塩化ナトリウム水溶液、又は水など）を下方の空気電池１０に向けて排出する排出口となる。
各注液口９１は、上方から挿入される栓９２によってそれぞれ閉塞自在であり、栓９２で閉塞することによって注液装置８０に貯留された電解液を貯留した状態に保持する。注液口９１と同数（１０個）だけ設けられた栓９２は、カートリッジ５０の並び方向αに延びる棒状の連結部材９３Ｂと栓９２の開閉（上下）方向に延びる棒状の延長部材９３Ｃに支持されている。前記連結部材９３Ｂと延長部材９３Ｃとは、締結部材９３Ａによって固定され、また延長部材９３Ｃと栓９２とは、固定部材９３Ｄで夫々固定されている。前記取っ手部８６と前記連結部材９３Ｂとは不図示の操作部材を介して連結されており、ユーザが上記操作部材を直接操作して上方に移動することによって、全ての注液口９１を同時に開口させることができる。

【0046】

なお、所望の電解液量を空気電池１０に注液できる方法であれば特に限定されること無く、例えば複数個の栓９２を一度に開閉する構造や、一個の栓９２を個別に開閉する構造などに公知の他の構造を適用しても良い。また、前記操作部材は注液が完了するまで把持していても良いし、不図示の固定部材を用いて固定していても良い。要は、注液が完了するまで操作部材が上方で固定されるようにすれば良い。
また、前記注液装置８０は取り外し可能となっており、空気電池１０の使用時に空気電池システム１の上部に載置し、空気電池１０に注液が終了した後、別の空気電池システム１の注液に使用することが可能である。

【0047】

各注液口９１から排出された電解液は、注液口９１の下端より底板８２の下方にて注液装置８０に装着されたカートリッジ装着部材９５にチューブ９４を介して供給される。カートリッジ装着部材９５は、注液装置８０を空気電池システム１に載置した際に、カートリッジ５０の蓋部５１に連結される部材である。このカートリッジ装着部材９５は、注液口９１からの電解液を、蓋部５１に設けられた一対の凹部５１Ｅ、５１Ｆのそれぞれに供給するよう、前記カートリッジ装着部材９５は前記凹部５１Ｅ、５１Ｆの外径に嵌る円柱状の凸部が形成されている。前記カートリッジ装着部材９５の内周にはパッキン９６が装着される。前記パッキン９６と前記凹部５１Ｅ、５１Ｆの外周面とが嵌合することで、漏液を防止することが可能である。
上述したように、蓋部５１の各凹部５１Ｅ、５１Ｆに電解液を供給することによって、カートリッジ５０内の２個の空気電池１０にそれぞれ独立して電解液を供給することができる。

【0048】

（注液装置の栓構造）
図１３及び図１４は注液口９１を栓９２と共に拡大して示した図であり、図１３は開状態を示し、図１４は閉状態を示している。
図１３及び図１４に示すように、注液口９１は、上下方向に延びる環状の筒状部品に形成される。注液口９１は、底板８２に設けられた開口部８２Ａに上端が挿入されて底板８２上方の内部空間と連通する。
底板８２には、開口部８２Ａ間にその周囲から間隔を空けて下方に突出する突出部８２Ｂが設けられており、これら突出部８２Ｂに注液口９１の周囲に一体に形成された鍔部９１Ａが下方から当接することによって、注液口９１の上端が底板８２の上面と面一に位置決めされる。前記注液口９１を構成する筒状部品は、開口部８２Ａに挿入された部分及び、突出部８２Ｂと鍔部９１Ａが当接する部分を接着して固定される。
これら鍔部９１Ａと底板８２との間には、栓９２に設けられたマグネット１０１に引き寄せられる磁性体金属製の環状の金属カラー（磁性体部品）１０３が介挿される。

【0049】

栓９２は、連結部材９３Ｂと栓９２の開閉（上下）方向に延びる棒状の延長部材９３Ｃに支持される栓本体部１１０と、栓本体部１１０から下方に突出する突出部１１１（流量調整部材）とを備えている。栓本体部１１０は、上方に開口する環状のカバー１１２と、その下部に孔部（例えば雌ねじ）９３Ｅを有する延長部材９３Ｃとを備え、カバー１１２が延長部材９３Ｃの孔部９３Ｅに、防錆処理されたネジや割りピンなどの固定部材９３Ｄを介して固定される。前記孔部９３Ｅは固定部材９３Ｄの形状によって適宜変更され、特に限定されるものではない。
この環状のカバー１１２内（カバー１１２と延長部材９３Ｃとの間の空間）には、上方から環状のマグネット１０１が配置されるとともに、このマグネット１０１の中央孔に上方から挿入される雄ねじ部品１１３が挿入される。また、カバー１１２の下面（金属カラー１０３側の面）には、突出部１１１の上端部周囲を囲う環状のパッキン１１４が装着される。
本構成では、マグネット１０１の周囲に存在する各部品が、金属カラー１０３を除いて非磁性材料で形成されており、例えば、注液装置８０の底板８２、カバー１１２、雄ねじ部品１１３及び突出部１１１が樹脂やアルミニウム合金で形成されている。

【0050】

突出部１１１は、注液口９１内に向かって徐々に細くなる先細形状の突起に形成されている。この突出部１１１には、上方から上記雄ねじ部品１１３が締結されることによって、突出部１１１が栓本体部１１０に固定される。マグネット１０１は、雄ねじ部品１１３と突出部１１１との間に挟持されることで、栓９２からの脱落が防止される。

【0051】

突出部１１１の基端部は注液口９１よりも大径に形成され、突出部１１１の先端部は注液口９１よりも小径に形成される。このため、突出部１１１が図１３に示す開位置から下方に移動することによって、突出部１１１の先端が注液口９１に入り、突出部１１１を注液口９１に当接するまで移動することにより、図１４に示すように、注液口９１の上端部を塞ぎ、注液口９１に電解液が流入することを防ぐことができる。
本構成では、図１３に示す開位置から図１４に示す閉位置に移動するに従って、突出部１１１と注液口９１との間に空く開口を狭くすることができるので、栓９２と注液口９１との間に空く開口量を変化させることができる。

【0052】

すなわち、突出部１１１は、栓９２と注液口９１との間に空く開口量を調整する調整部材としても機能し、栓９２の移動に応じて注液口９１を通る電解液の流量を可変させることができる。
突出部１１１の突出長さは、予め設定した栓９２の移動範囲において、栓９２を最も上方に移動しても、突出部１１１の一部（下端）が注液口９１内に残る長さとされる。このため、栓９２が注液口９１から完全に抜けないようにし、注液口９１を確実に閉塞できるようにする。また、仮に外部から衝撃や振動が作用しても、栓９２が注液口９１からずれ難くなる。これによって、様々な状況下でも、常に開け閉めできるようにしている。

【0053】

また、注液口９１が完全に開口しないので、例え電解液として泥水などを注液し、注液装置８０内に石や砂利などがあったとしても、これらが注液口９１に入ってしまうことを抑制することができる。
また、突出部１１１の移動量、つまり、栓９２の移動量を少なくすることによって、栓９２と注液口９１との間の隙間を小さく保持し、注液時でも石や砂利などが排出されないようにすることが可能である。

【0054】

パッキン１１４は、突出部１１１の周囲を囲うように配置され、図１４に示す閉位置の場合に、底板８２に当接して底板８２と栓９２との間の隙間を閉塞し、パッキン１１４を設けない場合と比べて、注液口９１からの液漏れをより確実に防ぐことができる。また、このパッキン１１４には、電解液などの液体を含むと膨張する発泡パッキンが使用され、これによっても液漏れを防ぐことができる。なお、発泡パッキンに限らず、公知の他のパッキンを用いても良い。

【0055】

また、本構成では、マグネット１０１が、このマグネット１０１に対峙するように配置された金属カラー１０３を引き寄せるため、重力に依存することなく栓９２を閉塞位置に保持することができる。これにより、液漏れを効果的に防ぐことができ、仮に注液装置８０が傾いたとしても液漏れを効果的に防ぐことができる。
しかも、マグネット１０１の吸引力はパッキン１１４の圧縮力としても作用するので、パッキン１１４による止水性を効率良く向上させることができる。

【0056】

なお、マグネット１０１や金属カラー１０３などは樹脂で覆われる構成、又は、ニッケルメッキされた構成とされ、注液装置８０に貯留される電解液（塩化ナトリウム水溶液、又は水など）による腐食を防ぐ構成となっている。なお、樹脂やニッケルに限らず、注液装置８０に貯留される電解液（塩化ナトリウム水溶液、又は水など）に対する耐腐食性を有する材料を広く適用可能である。

【0057】

以上説明したように、本実施の注液装置８０においては、注液口９１を開閉する栓９２が、注液口９１上部を覆う栓本体部１１０と注液口９１内を開閉自在に移動する突出部１１１とを備え、突出部１１０が注液口９１内の移動に応じて注液口９１を通る電解液（塩化ナトリウム水溶液、又は水など）の流量を可変させる流量調整部材として機能するので、非常用途にも好適な簡易な構成で、注液時の流量調整を容易に行うことが可能になる。
しかも、栓本体部１１０と注液口９１周辺とには互いに対峙してそれぞれマグネット１０１と磁性体金属製の金属カラー（磁性体部品）１０３を設けて、栓９２による注液口９１の閉塞状態を磁力により維持するので、非常用途にも好適な簡易な構成で、電解液の重みで密閉栓が開くといった不具合（液漏れ）を防ぐことができる。
従って、非常用途にも好適な簡易な構成で、電解液の重みで密閉栓が開くといった不具合（液漏れ）を防ぎ、且つ、注液時の流量調整を容易に行うことが可能になる。

【0058】

また、突出部１１１は、栓９２と注液口９１との間に空く環状の開口を調整する部材であって、栓９２が注液口９１から離間するに従ってその開口の面積を徐々に大きくするので、開け始めの流量を抑え、且つ、栓９２の移動に比例して排出流量を徐々に増大させることができる。
また、突出部１１１は、栓９２から注液口９１内に向かって細くなる先細形状の突起であるため、簡易な構成で流量調整を行うことができるとともに、突出部１１１と注液口９１との間に位置ずれが生じても突出部１１１の噛み込みを防止し易くなる。

【0059】

（第２実施形態）
図１５及び図１６は第２実施形態に係る注液装置８０の栓構造を示した図であり、図１５は開状態を示し、図１６は閉状態を示している。なお、第１実施形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複説明は省略する。
第２実施形態では、栓９２に設けられる突出部１１１が異なる。各突出部１１１は、非磁性材料（例えば樹脂やアルミニウム合金）で形成され、一定の内径及び外径で直線状に延びる筒状の突起（以下、筒状部と言う）１１１Ｇと、筒状部１１１Ｇの周壁に開口する開口部１１１Ｋとを有している。

【0060】

筒状部１１１Ｇの外径は、注液口９１の内径と略同径に形成されている。このため、筒状部１１１Ｇを、注液口９１の内面をガイドにして円滑に移動することができる。また、筒状部１１１Ｇの突出長さは、第１実施形態と同様に、栓９２を最も上方に移動しても、筒状部１１１Ｇの一部（下端）が注液口９１内に残る長さとされる。これによって、様々な状況下でも、常に開け閉めできるようにしている。

【0061】

開口部１１１Ｋは、栓９２の移動方向（注液口９１の軸方向）に沿って延びる長孔形状に形成され、栓９０を最も下方に移動した位置（図１６に示す位置）では、注液口９１の上端よりも下方（注液口９１の奥側）に位置し、筒状部１１１Ｇと注液口９１との間に隙間を形成しない。
なお、本構成では、底板８２と栓９２との間の隙間を閉塞するパッキン１１４を有するため、このパッキン１１４が機能する間は液漏れを防止できる。パッキン１１４が劣化しても、図１６に示す位置では栓９２に設けられたマグネット１０１に引き寄せられる磁性体部品である環状の金属カラー１０３により筒状部１１１Ｇと注液口９１との間に隙間を形成しないので、液漏れを防止できる。

【0062】

一方、図１６に示す位置から栓９２を上方に移動すると、図１５に示すように、開口部１１１Ｋが注液口９１の外に露出するので、筒状部１１１Ｇと注液口９１との間に開口を形成することができる。このため、注液装置８０内に電解液が貯留されていれば、電解液を注液口９１から排出させることができる。
この開口部１１１Ｋは注液口９１の軸方向に延びる長孔に形成されているため、栓９２を注液口９１と反対側（上方）に移動するほど、筒状部１１１Ｇと注液口９１との間に空く開口を広くすることができる。
これによって、第２実施形態の突出部１１１についても、栓９２と注液口９１との間に空く開口量を調整する調整部材としても機能し、栓９２の移動に応じて注液口９１を通る電解液の流量を可変させることができる。

【0063】

本実施形態では、開口部１１１Ｋが、筒状部１１１Ｇの周方向に間隔を空けて複数（２個）設けられており、各開口部１１１Ｋから電解液を注液口９１に供給するようにしている。この開口部１１１Ｋの数や開口形状、又は開口位置を調整することにより、栓９２の移動に応じた開口の変化特性を容易に調整することができる。
また、開口部１１１Ｋを複数にすることにより、同じ開口面積を一つの開口部で形成する場合と比較して、一個の開口部あたりの開口面積を狭くすることができる。従って、注液装置８０内に石や砂利などが存在しても、これらが開口部１１１Ｋを通過する事態を抑制することができる。つまり、複数の開口部１１１Ｋを、注液装置８０内の石などの通過を遮断させつつ電解液を通過させるフィルタとしても機能させることができる。

【0064】

以上説明したように、本実施形態の注液装置８０においても、注液口９１を開閉する栓９２が、注液口９１上部を覆う栓本体部１１０と注液口９１内を開閉自在に移動する突出部１１１とを備え、突出部１１０が注液口９１内の移動に応じて注液口９１を通る電解液の流量を可変させる流量調整部材として機能し、且つ、栓本体部１１０と注液口９１周辺とには互いに対峙してそれぞれマグネット１０１と磁性体金属製の金属カラー１０３を設けて栓９２による注液口９１の閉塞状態を磁力により維持するので、非常用途にも好適な簡易な構成で、電解液の重みで密閉栓が開くといった不具合（液漏れ）を防ぎ、且つ、注液時の流量調整を容易に行うことが可能になる、などの第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0065】

しかも、突出部１１１は、注液口９１の内面に沿って摺動自在に栓９２から延びる筒状部１１１Ｇと、栓９２の移動に応じて注液口９１に連通する開口を大きくするように筒状部１１１Ｇに設けられた開口部１１１Ｋとを有するので、簡易な構成で流量調整を行うことができるとともに、注液口９１の内面をガイドにして栓９２を円滑に移動することができる。また、開口部１１１Ｋの数や開口面積の調整によって、所望の流量調整を可能にしつつ、注液装置８０内の石などが注液口９１に入ってしまう事態を抑えることができる。

【0066】

（第３実施形態）
図１７は第３実施形態に係る注液装置８０の栓構造を示した図であり、開状態を示している。なお、第１実施形態と同様の構成は同一の符号を付して示している。
第３実施形態では、注液口９１の外周に、栓９２の移動方向に沿って延びる雄ねじ部１００Ｎを設け、金属カラー１０３の内周に、雄ねじ部１００Ｎに螺号する雌ねじ部１０３Ｎを設けている。この構成によれば、金属カラー１０３の位置を栓９２の移動方向に調整することができる。このため、マグネット１０１と金属カラー１０３の間隔（離間距離）を調整することができる。この間隔の調整により、栓９２の移動に要する操作力を容易に調整することができ、例えば、栓９２を手動操作する際に好適な操作力に容易に調整することができる。

【0067】

なお、金属カラー１０３のずれを防止するためのずれ防止部材を設けるようにしても良い。一例を挙げると、注液口９１の雄ねじ部１００Ｎに螺号するリング部材を用意し、このリング部材を、金属カラー１０３に重なるように雄ねじ部１００Ｎに螺号することにより、いわゆるダブルナットで緩み止めを行うことができる。

【0068】

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、空気電池システム１の各部材のレイアウトや各部の形状は適宜に変更しても良い。一例を挙げると、マグネット１０１を栓９２側に配置し,マグネット１０１に引き寄せられる金属カラー１０３を底板８２側に配置する場合を説明したが、マグネット１０１と金属カラー１０３の位置を置き換えても良い。

【0069】

また、金属カラー１０３をマグネット製にし、対峙するマグネット１０１と引き合うように磁極の向きを異ならせて配置するようにしても良い。また、空気電池システム１にカートリッジ５０を一列に配列する場合を説明したが、これに限らず、多列で配置する構成にしても良い。

【0070】

また、上述の実施形態では、空気電池システム１のケース４１に複数のカートリッジ５０を装填した場合にカートリッジ５０同士が接触し、この接触部位（当接部５８Ｈ、５８Ｌ）にカートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂを設けることによって隣接するカートリッジ５０間で空気電池１０を接続する場合を説明したが、要は、ケース４１に複数のカートリッジ５０を装填した場合に、各カートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂ同士が接触して空気電池１０が接続されるようにすれば良い。
例えば、カートリッジ５０同士が接触する配置でなくても、カートリッジ５０同士が近接する部位にカートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂを設け、隣接するカートリッジ５０間でカートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂが接触するようにすれば良い。また、カートリッジ５０同士が近接しなくても、カートリッジ５０同士で互いに接触するようにカートリッジ５０の外部端子６１Ａ、６１Ｂを設けるようにしても良い。

【0071】

また、本発明の注液用の栓構造は、マグネット１０１を用いるため、重力に依存することなく注液口９１を閉じることができる。このため、注液装置８０の底板８２に設ける栓構造に限定されず、例えば、側板部８４に設ける栓構造にしても良い。
さらに、上述の各実施形態では、空気電池システム１の栓構造に本発明を適用する場合を説明したが、空気電池システム１に限定されず、例えば、鉛電池やアルカリ電池、リチウム電池など、様々な栓構造に広く適用可能である。

【符号の説明】

【0072】

１ カートリッジ式空気電池システム
１０ 空気電池
１１ 電池ケース
１３ 空気極
１３Ｔ 空気極の端子
１５ 金属極
４１ ケース
４５、４６ 外部端子
５０ カートリッジ
５７ 凹み部
５８Ｈ、５８Ｌ 当接部
６１Ａ、６１Ｂ カートリッジの外部端子
８０ 注液装置
８１ 仕切り板
８２ 底板
９１ 注液口
９２ 栓
１００Ｎ 雄ねじ部
１０１ マグネット
１０３ 金属カラー（磁性体部品）
１０３Ｎ 雌ねじ部
１１１ 突出部（流量調整部材）
１１１Ｇ筒状部
１１１Ｋ 突出部の開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】