JP2000021438A - 蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】充電する手間を省き、電解液を交換するだけで
直ちに使用可能で、しかも電解液の交換が極めて容易な
蓄電池とする。 【解決手段】電解液を入れる容器２を隔壁３ａにより複
数の室に仕切り、それぞれの室に少なくとも一対の電極
板を設けた蓄電池において、隔壁３ａにより仕切られた
複数の室の底にそれぞれ穿設された第１の排水孔３ｃ
と、容器２の底板に長手方向に延出して設けられ、前記
複数の室の底にそれぞれ穿設された第１の排水孔と連通
する長穴３ｄと、この長穴内に移動又は回転可能に装着
され、少なくとも一端が閉鎖された筒形状又は円筒形状
で、外周に前記複数の室の第１の排水孔とそれぞれ接続
する第２の排水孔１４ｅを有し、これら第２の排水孔と
連通する少なくとも１つの第３の排水孔１４ｆを有する
排水部材１４とを備えた蓄電池１とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繰り返し充放電可
能な蓄電池に係り、詳しくは電解液を交換することによ
り充電の手間を省くと共に、電解液の交換が極めて容易
な蓄電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、繰り返し充放電可能な蓄電池と
しては、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、リチ
ウムイオン蓄電池等があるが、このうち自動車やバイク
用には主として鉛蓄電池が使用されている。この鉛蓄電
池の一例を図８に示す。鉛蓄電池２４では、二酸化鉛の
陽極板２５と金属鉛の陰極板２６を一定の間隔を隔てて
並設し、数枚の陽極板２５と陰極板２６を並列につない
で組み合わせて極板群２９を形成し、この極板群２９を
例えば６個、容器３０中の電解液である希硫酸中に入れ
ている。

【０００３】また、数枚の極板２５，２６はそれぞれバ
ー２７，２８で連結され、上部に外に接続するためのポ
ール２７ａ，２８ａが立設されている。容器３０は電槽
３１と蓋３２からなり、電槽３１は各極板群２９を独立
して電解液に入れるため隔壁３１ａで仕切られ、電槽３
１の底にはくら３１ｂが設けられている。そして、蓋３
２には陽極端子３３と陰極端子３５と電解液を注入する
注入口３６が極板群２９の数だけ並んでいる。各電極は
内部で直列につながれて、最終の陽極端子３３と陰極端
子３５が蓋３２上に出るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な鉛蓄電池では、放電により電気容量が低下すると、充
電する必要があるが、充電装置に接続して充電するの
に、普通充電では少ない電流を流して時間を長くかけね
ばならず、通常数時間位必要であり、充電に手間がかか
ると共に、すぐ使用したい場合には、間に合わないとい
う問題があった。一方、急速充電では、大容量の充電装
置により大電流を供給して１時間程で充電が完了する
が、専用の大容量の充電装置が必要なことと、蓄電池に
相当な負担がかかるという問題があった。

【０００５】また、基本的には各注入口３６から電解液
を補充することはあっても、入れ換えるような構造には
なっておらず、更に排水口が設けられていない。電解液
を入れ換えるとすると、蓋３２を取り外すか、又は各注
入口３６を開口して、容器３０を傾けて電解液を流出さ
せ、次いで各注入口３６から新しい電解液を注入しなけ
ればならず、大変な手間がかかり面倒であった。

【０００６】そこで、本発明は、充電する手間を省き、
電解液を交換するだけで直ちに使用可能で、しかも電解
液の交換が極めて容易なように構成し、もって上述した
課題を解決した蓄電池を提供することを目的とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蓄電池は、
電解液を入れる容器を隔壁により複数の室に仕切り、そ
れぞれの室に少なくとも一対の電極板を設けた蓄電池に
おいて、前記隔壁により仕切られた複数の室の底にそれ
ぞれ穿設された第１の排水孔と、前記容器の底板に設け
られ、前記複数の室の底にそれぞれ穿設された第１の排
水孔と連通する長穴と、この長穴に装着され、前記容器
の複数の室の底にそれぞれ穿設された第１の排水孔を閉
鎖して複数の室内の電解液の排水を阻止すると共に、第
１の排水孔を開口させて複数の室内の電解液を同時に排
水するよう切り換える排水部材とを備えてなるものであ
る。

【０００８】また、本発明に係る蓄電池は、前記排水部
材が前記長穴内を移動可能又は回転可能に装着され、少
なくとも一端が閉鎖された筒形状又は円筒形状で、外周
に前記複数の室の第１の排水孔とそれぞれ接続する第２
の排水孔を穿設し、これら第２の排水孔と連通する少な
くとも１つの第３の排水孔を有してなるものである。ま
た、本発明に係る蓄電池は、前記容器の上板に前記複数
の室に電解液を注入するための共通の注入口を１つ設け
てなるものである。

【０００９】また、本発明に係る蓄電池では、排水部材
が複数の室の底にそれぞれ穿設された第１の排水孔を閉
鎖するので、複数の室内の電解液の排水が阻止される。
一方、排水部材を切換操作して、第１の排水孔を開口さ
せると、複数の室内の電解液が同時に排水される。

【００１０】また、複数の室の第１の排水孔と排水部材
の第２の排水孔とが接続しない状態では、複数の室の電
解液の排水が阻止される。一方、排水部材を移動又は回
動させ、複数の室の第１の排水孔と排水部材の第２の排
水孔とを接続させると、複数の室内の電解液が同時に排
水部材の第３の排水孔から排水される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って本発明に係る
蓄電池の実施の形態の一例を説明する。図１は本発明に
係る蓄電池の斜視図、図２はその側断面図である。図１
及び図２に示すように、蓄電池１は鉛蓄電池で、電解液
である希硫酸を入れる電槽３と蓋５からなる容器２と、
この電槽３内の隔壁３ａで仕切られた複数の室内にそれ
ぞれ入れられた極板群６と、各室内の電解液を排出する
ための排水部材１４とから概略構成されている。

【００１２】先ず、極板群６について説明する。二酸化
鉛の陽極板７と金属鉛の陰極板８を一定の間隔を隔てて
並設し、数枚の陽極板７と陰極板８を並列につないで組
み合わせて極板群６を形成している。そして、数枚の極
板７，８はそれぞれバー９，１０で連結され、上部に外
に接続するためのポール９ａ，１０ａが立設されてい
る。この極板群６を例えば６個、それぞれ電槽３内の隔
壁３ａで仕切られた各室内の電解液である希硫酸中に入
れている。なお、陽極板７と陰極板８の間には、絶縁物
でつくられた多孔性のセパレーターを挟んでおき、接触
を防ぐようになっている。

【００１３】次に、容器２について説明する。容器２は
電槽３と蓋５からなり、電槽３は各極板群６を独立して
電解液に入れるため隔壁３ａで複数の室（例えば、ここ
では６室）に仕切られている。電槽３の隔壁３ａで仕切
られた各室内の底の左右両側にはそれぞれ極板群６を支
持するための支持台３ｂが設けられ、各室内の底の中央
には第１の排水孔である排水孔３ｃが穿設されている。
即ち、各室内の底の中央には、奥の室から順番に排水孔
３ｃ-1，３ｃ-2，３ｃ-3，３ｃ-4，３ｃ-5，３ｃ-6が穿
設されている。従って、各室内には左右の支持台３ｂ上
に極板群６が載せられ、電解液が一定の深さで満たされ
ていることになる。そして、電槽３の前側板には電解液
の水位を確認するための電解液確認窓１３が設けられて
いる。

【００１４】また、電槽３の底板の略中央には長手方向
に延出して長穴３ｄが穿設され、この長穴３ｄには排水
部材１４が密接して回転可能に装着されている。この長
穴３ｄの入口側には雌ネジ３ｄ-1が螺刻され、更に、長
穴３ｄの雌ネジ３ｄ-1より奥の位置には排水口３ｅが下
方向に向けて穿設されている。

【００１５】次に、各室内の電解液を排出するための排
水部材について説明する。図３は排水部材１４の斜視図
であり、排水部材１４は両端が閉鎖されたパイプ部１４
ａと、このパイプ部１４ａの一端に連結しパイプ部１４
ａより大径で周部にローレットが刻まれた把持部１４ｂ
と、パイプ部１４ａの把持部１４ｂとの連結箇所に螺刻
された前記長穴３ｄの雌ネジ３ｄ-1と螺合する雄ネジ部
１４ｃとから形成されている。排水部材１４の雄ネジ部
１４ｃより先端側にはＯリング１５を嵌着するためのＯ
リング溝１４ｄが刻設されている。更に、排水部材１４
のパイプ部１４ａの外周には先端から順に第２の排水孔
である孔１４ｅ-1,１４ｅ-2，１４ｅ-3,14e-4，１４ｅ-
5，１４ｅ-6が一直線上に所定間隔で穿設されており、
この孔１４ｅ-1,１４ｅ-2，１４ｅ-3,１４ｅ-4，１４ｅ
-5，１４ｅ-6はそれぞれ電槽３の排水孔３ｃ-1,３ｃ-
2，３ｃ-3,３ｃ-4，３ｃ-5，３ｃ-6と接続（連通）可能
になっている。更に、排水部材１４のパイプ部１４ａの
孔１４ｅ-6近傍と反対側の外周部位には第３の排水孔で
ある孔１４ｆが穿設されており、この孔１４ｆは電槽３
の排水口３ｅと連通可能となっている。即ち、パイプ部
１４ａの孔１４ｅ-1,１４ｅ-2，１４ｅ-3,１４ｅ-4，１
４ｅ-5，１４ｅ-6と孔１４ｆはパイプ部１４ａの内部の
孔を介して連通している。

【００１６】従って、排水部材１４はパイプ部１４ａが
長穴３ｄに密着しており、長穴３ｄの雌ネジ３ｄ-1と排
水部材１４の雄ネジ部１４ｃが螺合しており、排水部材
１４のＯリング溝１４ｄにはＯリング１５が嵌着されて
いる。そして、排水部材１４の把持部１４ｂを把持し
て、回転させ、排水部材１４の各孔１４ｅとそれぞれ電
槽３の各排水孔３ｃとが接続（連通）する位置となる
と、排水部材１４の孔１４ｆと電槽３の排水口３ｅの位
置が一致して接続（連通）するように構成されている。

【００１７】また、図２に示すように、蓋５の略中央に
は電解液を注入するための注入口５ａが穿設され、注入
口５ａには栓１６が螺合されている。この栓１６は、電
解液がこぼれないようにし、充放電のとき発生するガス
を抜くと共に、ガス中の硫酸霧を分離して電解液に戻す
ためのものである。蓋５の長手方向の両端にはそれぞれ
電極端子１７，１８が突設され、極板群６の各電極は内
部で直列につながれて、陽極端子１７と陰極端子１８が
蓋５上に出るようになっている。

【００１８】また、図４及び図５は蓄電池の作動説明図
であり、分かりやすくするため極板群６を省略してあ
る。蓄電池１は通常は図４に示すように、電解液が一定
の水位まで充填された状態にある。この状態では、排水
部材１４は閉状態にあり、排水部材１４のパイプ部１４
ａの各孔１４ｅは電槽３の各排水孔３ｃと反対側の位置
にあり、従って電解液は排水部材１４に流出することは
ない。

【００１９】また、放電では、陽極板、陰極板ともに電
解液の硫酸と反応して硫酸鉛となるために、電解液中の
硫酸が消費されて濃度が低下し、一方、充電では、放電
とは逆の反応により、硫酸の濃度は上昇することにな
る。それゆえ、電解液の中の硫酸の濃度は、放電作用に
比例して減る傾向にあり、栓１６を緩めて取り外し注入
口５ａから比重計を入れて比重を測定すると、測定され
た比重値により充電状態を知ることができる。

【００２０】そして、放電により硫酸の濃度が低下する
と（即ち、充電量が少なくなると）、図５に示すよう
に、栓１６を緩めて取り外し、排水部材１４の把持部１
４ｂを把持して回転させ、排水部材１４のパイプ部１４
ａの各孔１４ｅと電槽３の各排水孔３ｃとを位置合わせ
して接続し、かつパイプ部１４ａの孔１４ｆと電槽３の
排水口３ｅとを位置合わせして接続すると、即ち排水部
材１４は開状態となり、電槽３内の各室の電解液はパイ
プ部１４ａの各孔１４ｅを介してパイプ部１４ａ内に流
入し、孔１４ｆを介して電槽３の排水口３ｅから流出
し、電槽３内の各室の電解液を全て同時に短時間で排出
することができる。その際、Ｏリング１５により電解液
の漏れを防止することができる。

【００２１】電槽３内の電解液の排出が完了すると、図
４に示すように、排水部材１４の把持部１４ｂを把持し
て図５とは逆方向に回転させ、排水部材１４を閉状態と
し、即ち排水部材１４のパイプ部１４ａの各孔１４ｅと
電槽３の各排水孔３ｃとの位置が一致しないようにし、
電槽３の各排水孔３ｃを閉じた状態にして、この状態で
注入口５ａから充電量の多い新たな電解液を注入するこ
とにより、充電が完了する。この際、注入口５ａから充
電量の多い新たな電解液を注入すると、電解液は各隔壁
３ａを越流して各室に流入し、全ての室が電解液で満た
されたならば、排水部材１４の把持部１４ｂを回転し
て、排水部材１４を開状態として、電解液を電槽３の排
水口３ｅから流出させる。そして、電解液確認窓１３で
電解液が所定の水位となったことを確認して、排水部材
１４の把持部１４ｂを上記と逆方向に回転して、排水部
材１４を閉状態とすることにより、各室の電解液の水位
を全て所定水位とすることができる。

【００２２】従って、排水部材１４を回転させることに
より、電槽３の各室の電解液を全て同時に短時間で安全
に排出することができ、注入口５ａから充電量の多い新
たな電解液を注入して、充電量の少ない古い電解液と充
電量の多い新たな電解液とを交換することにより、直ち
に充電することができ、面倒な充電操作や長時間充電さ
せる必要がなく、極めて簡便である。

【００２３】また、電槽３の各室に電解液を注入するの
に、従来のように各室の注入口から個別に電解液を注入
する必要がなく、１つの注入口から電解液を注入すれば
よい。しかも各室の電解液の水位を一定にするのに、従
来のように容器を傾けたり、ひっくり返す必要がなく、
排水部材１４を回転させるだけで各室の電解液の水位を
一定にすることができ、極めて簡便である。

【００２４】また、図６は第２の実施の形態を示し、蓄
電池２０の電槽３の底板の略中央には長手方向に延出し
て長穴３ｄ´が貫設されているが、この長穴３ｄ´には
前記排水口３ｅが設けられていない。それゆえ、この長
穴３ｄ´に装着され、長穴３ｄ´の雌ネジ部３ｄ´-1と
螺合する雄ネジ部２１ｃを有する排水部材２１は、前記
排水口３ｅと接続する前記孔１４ｆが穿設されておら
ず、その代わりにパイプ部２１ａの先端が開口されて孔
２１ｇが設けられ、この孔２１ｇから電槽３内の各室の
電解液が排出するようになっており、その他は上述した
第１の実施の形態の蓄電池１と同様に構成されている。

【００２５】従って、排水部材２１の把持部２１ｂを把
持して回転させ、排水部材２１のパイプ部２１ａの各孔
２１ｅと電槽３の各排水孔３ｃとを位置合わせして接続
すると、電槽３内の各室の電解液はパイプ部２１ａの各
孔２１ｅを介してパイプ部２１ａ内に流入し、孔２１ｇ
から流出し、電槽３内の各室の電解液を全て同時に短時
間で排出することができる。これにより、電槽３の側面
から電解液を排出するので、電槽３の底面から電解液を
排出するのに比して、排出方向の自由度が増すと共に、
孔２１ｇの口径が大きいため、一層短時間で排出するこ
とができる。

【００２６】また、図７は第３の実施の形態を示し、蓄
電池２２の蓋５の裏面には注入口５ａから注入された電
解液を各室に分岐するための分岐部２３が長手方向に延
出して設けられている。この分岐部２３は正面視箱型で
下面に奥から順に孔２３ａ-1，２３ａ-２，２３ａ-3，
２３ａ-4，２３ａ-5，２３ａ-6が明けられており、それ
ぞれの孔はそれぞれの室の上方に位置し、注入口５ａか
らの距離に応じて均等な注入量となるようそれぞれの孔
の大きさが決められている。そして、電槽３内の各室を
仕切る仕切壁３ａ´は蓋５の裏面まで上方に延出し、各
仕切壁３ａ´を貫通するように前記分岐部２３が設けら
れている。この仕切壁３ａ´により、各室は隔離され、
各室の電解液は混ざり合うことはない。その他は上述し
た第１の実施の形態の蓄電池１と同様に構成されてい
る。従って、分岐部２３により、電槽３の各室に電解液
を均等に分配でき、即ち各室の電解液の水位を等しく一
定にすることができる。なお、第３の実施の形態では、
電槽３内の各室を仕切る仕切壁３ａ´を蓋５の裏面まで
上方に延出させたが、これに限らず、第１及び第２の実
施の形態の仕切壁３ａのように上端と蓋５の裏面との間
に一定の間隔があるように形成してもよいことは勿論で
ある。

【００２７】なお、上述第１乃至第３の実施の形態で
は、鉛蓄電池としたが、これに限らず、ニッケル・カド
ミウム蓄電池等他の電解液を用いた蓄電池としてもよい
ことは勿論である。

【００２８】また、排水部材１４，２１を回転式とした
が、これに限らず、排水部材を角パイプ形状とし、長穴
３ｄ，３ｄ´内を長手方向に摺動可能に構成してもよ
く、この場合も、上述実施の形態と同様の効果が得られ
る。

【００２９】更に、排水部材に排水孔を設けず、単に排
水部材を長穴内に挿脱可能に装着するように構成しても
よく、この場合も、上述実施の形態と同様の効果が得ら
れる。

【００３０】また、電槽を６室とし、極板群を６個とし
たが、これに限らず、電槽を他の複数室とし、極板群を
他の複数個としてもよいことは勿論である。

【００３１】また、電槽に電解液確認窓を設けたが、こ
れに限定されるわけではなく、電槽が半透明であれば電
解液の水位を確認できるので、電解液確認窓を設けなく
てもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る蓄電
池によれば、排水部材を移動又は回転させることによ
り、容器内の各室の電解液を全て同時に短時間で安全に
排出することができる。

【００３３】また、充電量の少ない古い電解液と充電量
の多い新たな電解液とを交換することにより、直ちに充
電することができ、面倒な充電操作や長時間充電させる
必要がなく、極めて簡便である。

【００３４】また、容器内の各室に電解液を注入するの
に、従来のように各室の注入口から個別に電解液を注入
する必要がなく、１つの注入口から電解液を注入すれば
よく、しかも各室の電解液の水位を一定にするのに、従
来のように容器を傾けたり、ひっくり返す必要がなく、
排水部材を移動又は回転操作させるだけで各室の電解液
の水位を一定にすることができ、迅速かつ簡便に電解液
の注入と水位調節を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉛蓄電池の一部切り欠いた斜視図
である。

【図２】本発明に係る鉛蓄電池の側断面図である。

【図３】排水部材の斜視図である。

【図４】蓄電池の作動説明図であり、排水部材が閉の状
態を示している。

【図５】蓄電池の作動説明図であり、排水部材が開の状
態を示している。

【図６】第２の実施の形態を示す鉛蓄電池の側断面図で
ある。

【図７】第３の実施の形態を示す鉛蓄電池の側断面図で
ある。

【図８】従来の鉛蓄電池の概略構造を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１，２０，２２ 蓄電池 ２ 容器 ３ 電槽 ３ａ 仕切壁 ３ｂ 支持台 ３ｃ-1，３ｃ-2，３ｃ-3，３ｃ-4，３ｃ-5，３ｃ-6 排
水孔（第１の排水孔） ３ｄ 長穴 ３ｅ 排水口 ５ 蓋 ５ａ 注入口 ６ 極板群 ７ 電極板（陽極板） ８ 電極板（陰極板） １３ 電解液確認窓 １４，２１ 排水部材 １４ａ，２１ａ パイプ部 １４ｂ，２１ｂ 把持部 １４ｃ，２１ｃ 雄ネジ部 １４ｅ-1，１４ｅ-2，１４ｅ-3，１４ｅ-4，１４ｅ-5，
１４ｅ-6，２１ｅ-1，２１ｅ-2，２１ｅ-3，２１ｅ-4，
２１ｅ-5，２１ｅ-6 孔（第２の排水孔） １４ｆ，２１ｇ 孔（第３の排水孔） １５ Ｏリング １６ 栓 １７ 陽極端子 １８ 陰極端子 ２３ 分岐部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H011 AA00 FF02 5H023 AA01 BB00 CC01 CC11 DD06 DD10 5H028 AA07 BB02 BB03 CC01 CC05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解液を入れる容器を隔壁により複数の
   室に仕切り、それぞれの室に少なくとも一対の電極板を
   設けた蓄電池において、 前記隔壁により仕切られた複数の室の底にそれぞれ穿設
   された第１の排水孔と、 前記容器の底板に設けられ、前記複数の室の底にそれぞ
   れ穿設された第１の排水孔と連通する長穴と、 この長穴に装着され、前記容器の複数の室の底にそれぞ
   れ穿設された第１の排水孔を閉鎖して複数の室内の電解
   液の排水を阻止すると共に、第１の排水孔を開口させて
   複数の室内の電解液を同時に排水するよう切り換える排
   水部材と、 を備えてなることを特徴とする蓄電池。
2. 【請求項２】 前記排水部材が前記長穴内を移動可能に
   装着され、少なくとも一端が閉鎖された筒形状で、外周
   に前記複数の室の第１の排水孔とそれぞれ接続する第２
   の排水孔を穿設し、これら第２の排水孔と連通する少な
   くとも１つの第３の排水孔を有し、 前記複数の室の第１の排水孔と前記排水部材の第２の排
   水孔とが接続しない状態では、複数の室の電解液の排水
   が阻止されると共に、前記排水部材を移動させ、複数の
   室の第１の排水孔と排水部材の第２の排水孔とを接続さ
   せると、複数の室内の電解液を同時に排水部材の前記第
   ３の排水孔から排水してなることを特徴とする請求項１
   に記載の蓄電池。
3. 【請求項３】 前記排水部材が前記長穴内を回転可能に
   装着され、少なくとも一端が閉鎖された円筒形状で、外
   周に前記複数の室の第１の排水孔とそれぞれ接続する第
   ２の排水孔を穿設し、これら第２の排水孔と連通する少
   なくとも１つの第３の排水孔を有し、 前記複数の室の第１の排水孔と前記排水部材の第２の排
   水孔とが接続しない状態では、複数の室の電解液の排水
   が阻止されると共に、前記排水部材を回転させ、複数の
   室の第１の排水孔と排水部材の第２の排水孔とを接続さ
   せると、複数の室内の電解液を同時に排水部材の前記第
   ３の排水孔から排水してなることを特徴とする請求項１
   に記載の蓄電池。
4. 【請求項４】 前記容器の上板に前記複数の室に電解液
   を注入するための共通の注入口を１つ設けてなることを
   特徴とする請求項１に記載の蓄電池。