乾電池について

概要

ここでは、ラジオに使用されてきた乾電池について、いろいろ雑記をまとめています。乾電池は、日本では充電のできない一次電池に限定して使用されることが多く、二次電池は乾電池とは言わないようですが、英語のDry Cellは液体の電解質をしみ込ませたり、ペースト状にして固定化したものを指すようで、二次電池も含まれるようです。このサイトでは、二次電池も含めてリストアップしています。

乾電池は1986年にドイツのカール・ガシュナーが発明したとされています。これとは別に、日本の発明家の屋井先蔵も1887年に乾電池を発明して販売を開始しています。彼は、もともと時計用の電池として開発しましたが、電池を用いる時計自体、当時はあまりポピュラーではなく、用途は広がりませんでした。しかし、1894年の日ロ戦争にて照明用電源として、寒冷地でも使用可能であったことから、需要が高まり彼は一財産を築いたようです。

一方でラジオ関係の状況ですが、ラジオ放送は日本では1925年に始まりましたが、当時の真空管ラジオにも乾電池は使用されていました。1910年代のはじめには、すでに東京では電灯線はほぼ普及していましたものの、電灯線の交流から質のよい直流を得るのが当時は難しかったことによります。

その後、2極管や周辺部品の開発も進み、真空管ラジオは電灯線を使うことが普通になりました。戦後になり、ポータブルの真空管ラジオが販売され、乾電池駆動のラジオは復活することになりました。B電源と言われる回路用の電源は消費電流は少ないものの、60V、100Vちといった高圧が必要で、これらは1.5Vの電池を積層することで得られていました。

そのような経緯もあり、電池と言えば積層されているものが普通で、それらを構成するセルは単電池と呼ばれていました。現在の乾電池（主にサイズ）の名称である単x電池は、単位電池ということばから来ています。

トランジスタラジオは発売当初は、真空管ラジオと比較して、小型軽量・低消費電力をうたっており、可搬電源の乾電池は部品の一部で、切っても切れない関係でした。トランジスタラジオでも9Vや6Vの積層電池は使われましたが、9V電池を除くとあまり普及せず、単1、単2等の単位電池が主に使われました。

単電池

前述のとおり、、単2といった呼称が電池の形状の呼称として広く使用されています。日本では電池は比較的古くから規格化されていて、JISの前身であるJESで1934年に定められ、"単x電池"については、戦中の1941年に定められています。

元は、性能面の規格も含めて定められていたようですが、現在は、形状(サイズ)を表す一般的な呼称になっており、電池のタイプを問わず二次電池も含めて使用されています。単は単位電池の意味で、一つのセルで構成されている電池です。乾電池は、当初は真空管ラジオの電源用等として、多くの電池を積層した電池が一般的で、その後、1セルの形でも使用されることになりました。

最近はエネループ等の充電式の電池を使用している方も多いですが、JISで許容される寸法範囲があるため、通常の乾電池と微妙にサイズが異なる場合（やや大きい）があります。古いラジオでは、無理に入れると取出しに苦労したりすることがありますので注意が必要です。

現JISとIECは内容は同じで、この表記は世界共通になります。日本における単xxのように、世界の各地で固有の一般名があります。単電池の呼称について、以下に、一例を簡単にまとめています。

日本	アメリカ	欧州	旧JIS	IEC/JIS
単1	D, Flashlight	Mono	UM-1, SUM-1	R20
単2	C	Baby	UM-2, SUM-2	R14
単3	AA, Penlight	Mignon	UM-3, SUM-3	R6
単4	AAA	Micro	UM-4	R03
単5	N	Lady	UM-5	R1

その他の電池

ラジオには、単1、単2、単3、単4がよく使用されていますが、その他の電池も使用されており、特に9Vの電池は、初期の小型トランジスタラジオに広く使われています。特殊な形状の単電池も超小型のラジオに使用されていました。また、カードラジオ等の薄型ラジオには、いわゆるボタン電池も使用されています。

BL-006P (PP-3, 216, E146, 1604, TR164R)

旧JISでBL-006Pと呼ばれていた電池で、この電池を使う初期のソニーのラジオには、この名称が一番最初にリストされています。6つの電池をパックして、専用の端子(Snap terminal)を取り付けた9Vの乾電池です。トランジスタラジオ用電池として普及し、現在も測定器やギターエフェクター等、高い電圧を必要とする電子機器に比較的広く使用されています。
英語版のWikiによると、アメリカ・イギリスのEveready社によって販売されていた、Power Packと呼ばれた組電池の一つとして、1956年に販売されたとされています。PP-3というのがもともとの名称でした。
一方で、「ソニー製造とものづくり」という社史みたいな本には、ポケットサイズのトランジスタラジオ(TR-63)用に1957年にソニーが開発という表現もありますが、当時のソニーは電池を製造していませんでしたので、電池メーカーに開発・供給を依頼したということのようです。電池メーカーの具体名は記載されていませんが、この受託先がEvereadyならば、辻褄が合います。
TR-63はアメリカで大ヒットとなり、この電池もラジオ用として定着したようです。この電池は、アメリカではTransistor Radio Battery等とも呼ばれています。
当時のアメリカは、各電池会社が独自の品番を付けていたため、多くの呼び名がありました。Evereadyからは、マンガン電池の246、水銀電池のE146が販売されていました。Ray-O-Backの同等品は1604、Mallory社の同等品は水銀電池で、TR146Rという型番で、当時のラジオの電池ケースに同等品として記載されています。水銀電池は電圧が若干低いですが、マンガン電池の150%ぐらいの容量があったようです。

3A-3H (M003P, TR-113R, NO.333)

3A-3Hは当時のソニーの型番で、TR-730に使用されています。写真右の電池です。電圧は4.5Vとなっていますので、マンガン電池と思われます。後にNO.523という型番のアルカリ電池も発売されています。ソニーからはこのラジオ用として、1970年代までは発売されていたようです。
互換品として松下電工M003P、Mallory TR-133R, Eveready No.333が上げられています。いずれも3つの電池を積層したものですが(6個を一部並列で使っているものもあるそうです)、形も円筒だったり角柱だったり、電圧も反応系により異なります。円筒系のものは、単3電池を太くしたようなサイズです。
松下のM003Pは電圧が4.5Vなのでマンガン電池のようです。中の電池は分かりませんが、外観は円筒ではなく直方体です。4つ積層した6VのM004Pという電池も販売されていたようです。
Malloryは水銀電池を実用化した会社で、TR-133Rも水銀電池です。電圧は1.33 x 3 = 約4Vとなります。水銀電池は、日本では1990年代に製造中止となっています。
近年は、互換性のある電池が、カメラの電池としてPX21等の名称で販売されていましが、最近見なくなっています。この電池はアルカリ電池のようで、IECでの名称は3LR50となっています。

MR-52 (HM-N, RM640, E640)

MR-52はHM-Nとも呼ばれており、海外ではMallory RM640, Eveready E640の型番で販売されていた水銀電池です。出始めた頃のカメラ露出計によく使用されていたようです。直径11mm、高さ16mm程度ですので、単4電池を高さを1/4にしたような形状です。水銀電池ですので電圧は1.33Vです。アルカリ電池として、LR52等の名称で海外では販売されているサイトがありますが、日本では入手が難しいようです。写真はLR-44を変換するためのアダプターになります。
ソニーのラジオでは2F-23や1R-81に使用されています。いずれも超小型のラジオで、コンパクトな電池でマンガンよりも高性能、かつカメラに使用されておりある程度汎用性があったので使われたのかもしれません。趣味で古いフィルムカメラを使っている方がそこそこいるためか、写真のようなLR44をMR-52のサイズに変換するアダプターがカメラアクセサリーとして販売されています。アンティークカメラ向けのせいもあってか、専業メーカーのものは結構な価格がしますが、最近、中国から安いものがたくさん入ってきているみたいです。

4AA

006Pを断面が真四角になるよう太くした感じの6Vの組電池です。日本での名称(JIS)で4AAとなっていたようです。大きさ的には、単3電池4本とほぼ同サイズです。本体は紙のものと金属のものが売られていました。接続用のスナップ部分は006Pと同じものです。4AAのラジオに誤って9Vの006Pを使用するとラジオを痛めてしまいそうです。
写真の電池にもありますように、トランジスタラジオ用として規格が設定されたようで、1950年代から製造されているようです。ただ、単3x4の電池ボックスが互換であることもあってか、あんまりポピュラーではないように感じます。
ネット見てみると、中身は市販の単3がそのままがはんだ付けしてパックされているようでした。4本まとめて箱に入れる手間のぶんだけ価格も高くなりそうですので、メリットがよくわかりませんでしたが、写真の電池は、真空管の積層電池に使われていたような感じの、薄くて四角い電池が4枚、立てて積層された電池で、これでならば安く製造できる可能性がありそうでした。ただ、実際価格はあまり変わらなかったのではと思います。写真の電池はいつ頃のものかよくわからないのですが、110円の値札が付いていましたが、1960年頃の単3電池の価格は1本25円でした。
写真の電池は富士電機のもので、。現在の富士電機は、発電・変電等、動力制御等が主要事業ですがですが、1970年ぐらいまでは家電も製造していましていました。乾電池も、1953年に当時の東京電機化学(現在のFDK)と資本提携して、富士電機ブランドで電池の販売もしていたようです。
1960年あたりのラジオには、下の写真のようにこの電池が指定されている機種があります。単3用の電池ボックスも付属しており、単3x4で普通に動作しました。

TR-733の銘板

S-76 (SR44, LR44)

現在はSR44と呼ばれているボタン電池、酸化銀電池です。電圧は1.55Vあります。同一形状のアルカリ電池は、LR44と呼ばれており、これらは、ボタン電池のなかでは最もポピュラーな部類で、今も広く使われています。ミリQシリーズの厚さ10mmを切った薄型を売りにしたICR-9等で使用されました。厚さ10mmでは単4の使用は無理ですので、必然的にボタン電池となったようです。
製造メーカーで公称容量は異なるようですが、ソニーの電池事業を継承した村田製作所の製品では150mAhとなっています。サイズは同一のアルカリ電池のLR44は120mAhですので、20-30%ほど容量が大きいようです。
通常のスピーカー式のラジオはそこそこの電力消費があり、この電池で駆動するには容量・コスト的にやや難があったと思います。最近は、品質は不明ですが海外生産のものが10個で200円とかで売られていたりしますが、20-30年前は、1個200、300円の大手メーカー品しかありませんでした。

CR2032(H)

現在も比較的広く使用されているボタン電池で、リチウム電池のため電圧は3Vあります。Hの付くものは高容量タイプで、容量が10%程度大きくなっています。リチウム電池のため保存性が良好で、写真の左のものはソニーエバレディー製の古いもので、1986年以前のものですが、まだ3.3Vぐらいあります。
1980年代後半に発売された、ICR-501等のカードタイプのラジオに使用されています。カードタイプはイヤホン式が主流で、消費電力も少ないことから200時間といった駆動時間が確保できており、ランニングコストも余り気にならないレベルかと思います。

二次電池

ソニーのラジオでは、主電源として小型化のために使用されているケースと、マイコンを使用しているラジオの電池交換時のデータバックアップのために使われるケースがあります。一部を除いては、本体に組み込まれ、交換する前提になっていないケースが多いです。

ニッケルカドミウム電池

二次電池として比較的古くから商業化されています。アメリカでは1956年に販売されたました。日本では三洋が1964年にカドニカの商標で販売を開始、充電式の懐中電灯、カドニカライトにも使用されました。「ニッカド」も、該社の登録商標みたいです。ソニーでは、初のICラジオICR-90で初めて使用されました。その後もICR-200等の超小型のラジオの電源に使われましたが、容量や液漏れの問題もあってか、あまり使われなくなりました。
起電力は、一般的な乾電池よりも2割低い、1.2Vです。正極にはニッケル化合物が、負極にはカドミウム(化合物)が使用されています。
当時の充電器は100Vを直接抵抗で降圧するようなもの簡易なものが多いです。当時のニカド電池が使えるケースは無いとも思いますが、ニカド電池を取り替えたとしても、この種の充電器は安全上懸念がありますので、実用しない方がよいように思います。また、タイマーもありませんし、過充電等の多発が液漏れにつながったのかもしれません。
大電流が流せ、タフな電池ですが毒性の高いカドミウムの取り扱いの問題や、容量的にニッケル水素電池に劣ることから、大分すたれてきました。大電流・過放電・寒冷地で使用できることから、その特徴が要求される機器類に使用されているようです。

ニッケル水素電池

1990年頃に実用化され、多くの用途でニッケルカドミウム電池を置き換えました。現在では、エネループ等、主に単3型と単4型のものが、乾電池の代替として各社から販売され、普及しています。
正極にはニッケル化合物が、負極には、表記は水素ですが、実際には希土類金属を主にした水素吸蔵合金+水素が使われています。起電力は、1.2Vで、ニッカド電池と同じです。現在は、リチウムイオン電池が主流になりつつありますが、エネループ等、乾電池代替に使用できる、充電式電池として広く使用されています。
もともとニカド電池だった、ガム型の電池の置き換わりとして広く使われ始めたように思うのですが、当時はラジオではあまり使用されていません。2002年発売の、ICF-R1000Vの内蔵電池として、小型の四角いものが使用されています。その後は、Ni-MH電池に対応するラジオとして、通常の単4型乾電池のボックスに入れて使用・充電が可能な機種(SR-R431等)が多く発売されました。

ポリアセン二次電池

1990-2000年代のPLLシンセサイザーチューニング式のマイコン搭載のラジオのバックアップ電源として使用されています(SRF-DR11, ICF-T510V等)。カネボウが1989年に商業化した電池で、携帯電話の電子機器の設定保持用の電池に使用されていました。化粧品等でよく見かけたkaneboのロゴが入っています。2000年に50億円のビジネスになっていたということなので、そこそこは広く使用されていたと思われますが、機器内部に使われる部品のためか、一般的にはマイナーな電池だと思います。
一般に市販されていた電池ではないため、あまり情報がないのですが、文献等によると、ポリアセンという高分子を正極に、負極にリチウムを用いた電池です。ポリアセンは、ベンゼン環が直鎖状に結合した物質で、ドーピングも可能な有機物半導体です。
公称電圧は3Vですが、放電につれてどんどん電圧が下がっていく特徴があります。充電時は4Vで、2Vで放電終了というような使い方をするようです。少しキャパシターに近いですが、キャパシターと異なり電圧は対数ではなく、直線的に下がっていくようです。実際に使用されているラジオで、充電電圧を測定したら2.9Vぐらいでしたので、このあたりの電圧で使用されているようです。
カネボウは2003年に粉飾決算が明るみになり、経営破綻に陥ったことから、電池事業は2004年に昭栄エレクトロニクスという会社に譲渡されました。写真の電池はその時代のもののようで、Shoeiと本体に書かれています。更にその後、昭栄エレクトロニクスは、太陽誘電に譲渡されたため、現在、この技術は太陽誘電に継承されていると思われます。最近の機種が手元にないため現在どうなっているのかはっきりしませんが、2009年発売のSRF-R431も同じような外観の電池が使われているようです(メーカー不明)。
ネット販売等でもこの電池は見かけないのですが、セイコーインスツルメンツが、MSリチウム二次電池というボタン型の二次電池を製造しており、こちらは秋月で1サイズだけですが取扱があります。正極にリチウムマンガン酸化物、負極にシリコン酸化物を用いた電池で、放電電圧は3.3V-2.0Vと、ポリアセン電池に近いです。サイズ的にも同様のラインアップで販売しているようで、試しに交換用として使用してみましたが、問題なさそうでした（バックアップ時間が取説よりもだいぶ伸びたように思います）。

ソニーの乾電池

このサイトではソニーのラジオを中心に紹介していますので、乾電池に付きましてまとめています。東芝、日立といった総合家電メーカーは、トランジスタラジオの黎明期から自社で乾電池を生産していました。一方のソニーですが、ラジオのソニーブランドの電池はありましたが、当初、製造は自社ではなく、OEMで供給をうけていたようです。

1962年の商品のしおりに、まるまる1ページ割いていますので、この時期に販売を開始したと思われます。写真は白黒ですが、配色は朱色のボディに大きな白い菱形マークのデザインだったようです。

製品のしおり26

詳細は不明ですが、年代的にナショナルハイパーに相当する電池だったと思われます。
1966年の商品のしおりで、単1から単3、006Pのデザインが新しくなりました。3A-3Hのマイナーな電池のためか、デザインはそのままになっています。SUM相当の高性能の単1もラインアップに加わっています。下の写真は、左から2番目のUM-1です。

製品のしおり51

SONY UM-1
1975年にエバレディーの技術供与を受け設立された、ソニーエバレディから発売されていた電池です。はれてOEM委託から自社生産になりました。銀と金のキラキラした電池でした。当時、よく看板やTVCMを見かけた気がします。

商品のしおり20
1977年に、アルカリ以外の電池のデザインが変更になっています。黒/橙と、黒/銀になり、でかでかと表記されていたエバレディーの文字がなくなりました。アルカリ電池をブランド化しようとしたのか、商標の権利関係によるとかが考えられますが、詳細不明です。

商品のしおり31
その後、改良があったのか名称がNEW SUPERに変更されました。

NEW SUPER(ICR-K10付属)
前出の通り1986年にソニーエバレディーは、エバレディー親会社の化学プラント大事故の影響で合弁が解消され、ソニーの100%子会社となり、社名もソニーエナジーテックに変更されました。乾電池のデザインも変更され、銀を主体にしたデザインになっています。NEW SUPERも名前は変わりませんが、黒/黄から銀/赤に変更されています。

NEW SUPER(1990)
2000年頃から、ソニーはボタン電池のみ内製し、ふつうの乾電池の製造はFDK(富士電気化学)に生産委託となっていましたが、2019年に販売からも撤退しました。開発・商品化を先導したリチウムイオン電池や、自社生産していたコイン電池事業も、2017年に村田製作所に譲渡し、電池事業からは完全に撤退しています。

昔の外国電池メーカー

トランジスタラジオの黎明期は、多くのセットが北米や欧州向けに輸出されていました。ラジオ本体には使える電池が表記されていることが多いですが、当時のアメリカでは、電池の規格化があまり進んでおらず、各社が独自に型番を付けていたため、当時のメーカー名や型番が列記されているものがあります。代表的なメーカーについて以下にまとめました。

Ray-O-Back

1906年French Battery Companyとして創業、1930年に改称しています。電池以外にも屋内外の家庭用電気製品等を販売していました。合併売却を経て、最終的には2018年にライバル会社のEveready(エバレディー)に電池部門を売却し、吸収合併されました。1959年に岡田乾電池との合弁会社(日本レイオバック、後に東芝レイオバック)を設立し、日本にも進出していました。

Mallory

1920年代に設立された電池会社で、当初は水銀電池が主要製品だったようです。Malloryは設立者の一人の名前です。現在もDuracellとして、電池の製造販売を主とした事業を継続しています。1965年に松下電工とナショナルマロリーを設立し、日本での事業にも進出していました。

Eveready

現在のエナジャイザーの前身です。1896年に設立されたAmerican Electrical Novelty and Manufacturing Companyが前身で、1905年にAmerican Ever Readyに名前を変えました。その後、大手化学のユニオンカーバイドの傘下となり、電池を製造販売してきましたが、化学プラント大事故が発端となり、電池部門は1986年に他社に売却され、現在のエナジャイザーとなっています。日本でも、1975年にソニーとの合弁企業のソニーエバレディを設立しています。

乾電池液漏れ対応

乾電池は、電圧や形は戦中から変わっていませんが、中身はどんどん開発が重ねられてきました。電池の液漏れは、ひどくなると基板や部品をダメにしてしまい、古いラジオの大敵ですが、より液漏れしにくい電池に、また、より容量の大きい電池へと改良されています。トランジスタラジオが発売されてしばらくの1960年代までのラジオは、特に液漏れ跡のあるものが多いように思います。液漏れしにくくなったようです。
戦前から生産されていたマンガン乾電池は、密閉性能が低く液漏れしやすいものでした。この液漏れ対応として、日本で初めて、外装を完全に金属化した電池が、松下から発売されたのは、1954年でした（商品名ナショナルハイパー,当時のJISのUM-x）。
この電池は本体にLeak proofと記載されるなど、従前より液漏れしにくいところがセールスポイントでした。しかし、外装は強化されたものの、この電池の電解質に使用していた塩化アンモニウムの性質上、過負荷等での液漏れは依然として発生していました。
その後、1963年に高性能マンガン電池が松下から販売されました（商品名ハイトップ、赤い電池、当時のJISでの型番はSUM-x）。化学素材の改良により容量も2倍に増えました。また、液漏れ対応としては、液の封止をアスファルトから樹脂に変更して密閉性を上げる等の対応が取られていました。
更に1969年に、超高性能マンガン電池（松下の商品名ネオハイトップ、黒い電池）が発売されました。容量も更に1.5倍に増え、液漏れについても、根本原因の一つの塩化アンモニウムを使わず塩化亜鉛のみとすること、一層の密閉強化等により、更に液漏れしにくくなりました。
大電流に強いアルカリ乾電池は、その前の日本では1964年に日立マクセルから発売されています。当時のマンガン電池の2倍の容量があり、負荷の大きい電気機器に使用されました。
1980年あたりから電池には2年とかの液漏れ保証がついていましたが、それでも長期間の放置（特に電源つけっぱの過放電）で液漏れはします。写真の電池は1978年発売のTR-8070に入っていたもので、1991年製の電池でしたので、20年以上放置されていた感じです。

IEC/JISでの呼び方

各国各社、いろいろな呼ばれ方をされてきた電池ですが、現在はIEC(国際電気標準会議)で規格が定められています。現在のJISもIECと同じ内容のようです。

命名ですが、詳細はWikipedia等にまとめられていますが、サイズ・形状の他、電池の種類等も含めた、4つのコードを組み合わせた、系統的なものです。ボタン電池から大きな組電池まで対応できるようになっています。上の写真では、6LR61がJISの表記になります。この電池は、単6サイズ(日本では一般的ではありませんが)の電池が6本組にされた9V電池ですが、この番号の意味は以下の通りです。

"6" 組電池の場合の電池の直列接続数　→　6個
"L" タイプを表すコード　(無し:マンガン、L:アルカリ、H:NiMH、K:NiCd等)　→　アルカリ
"R" 形状を表すコード　(R:円筒、F:平板、S:直方体)　→　円筒型
"61"　サイズを表す数字で、形式ごとの番号、または直径と高さを表す数値　→　61は単6電池

となっています。この電池については、最後の数字は表記が2種類あるようで、単6の形状を表す61と書かれていることが多いですが、電池の直径と高さを用いた、6LR8D425という表記もあるようです。こちらは直径8.4mm x 高さ42.5mmを表します。直径・高さの区別がしやすいよう、最後の1桁はアルファベット記載になっており、Dは4を表しています。アルファベットは、他の英数字と紛らわしいEとIを除く、AからLまでが0-9に当てられています。

この電池には6F22という表記もされていますが、形状は同じですが中身が異なる電池の名称です。マンガン電池で平版の電池が6個積み重ねてあるものですが、外観・電圧は同じで互換のため、並記されている場合もあります。

参考文献

Wikipediaの乾電池関連ページ
国立科学博物館技術の系統化調査報告　Vol.9 2007.March　一次電池技術発展の系統化調査　
解説　一次電池に関するJIS, 電気化学 47 No5 (1979)
電池工業会　https://www.baj.or.jp/battery/index.html
ソニーヒストリー https://www.sony.com/ja/SonyInfo/CorporateInfo/History/SonyHistory/

2023/11/27, Last Update 2024/05/23>

トップページに戻る遠いページコラムに戻る