JP2001068069A

JP2001068069A - 制御弁式鉛電池とその組電池

Info

Publication number: JP2001068069A
Application number: JP24347199A
Authority: JP
Inventors: Takahide Nakayama; 恭秀中山; Yoshihiro Eguchi; 能弘江口
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【目的】単電池を水平方向に配列すると共に、垂直方
向に積み重ねて配列した組電池は、単電池の電槽の水平
方向および垂直方向の何れからも熱や排気ガスを排出で
きることを目的とする。また、組電池のスペースを小さ
くし、寿命を長くする。【構成】本発明の制御弁式鉛電池は、単一のセル室か
らなる箱型電槽１０の開口面に蓋１１が取り付けられ、
該蓋１１は、上面に正極端子部４と負極端子部４’を有
し、両極端子部の間に安全弁７が取り付けられ、正極端
子部４と安全弁７、負極端子部４’と安全弁７の間に、
同じ高さの凸部６が形成されているものであり、電槽１
０は、蓋１１と隣接する全ての外側面に、上辺から下
辺、および左辺から右辺にかけて帯状の凹部３が形成さ
れているものであり、端子部４、４’は、凹部３から直
角方向に折れ曲がって一直線に延びる蓋上面に位置する
ことを特徴とする。そして、本発明の組電池は、上記単
電池を同一姿勢で水平方向に並べて配列すると共に水平
方向に積み重ねて配列したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、制御弁式鉛電池と
これらを組み合わせた組電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車における電子、電気システムによ
る電力消費は、燃料効率向上、排ガス削減、安全性向
上、快適性向上を目的として年々増加傾向にあり、今後
１０年間最大の延びが予想されている。これらの電力消
費の増大に対応するため、高電圧電源システムが検討さ
れており、国内でも近年各自動車メ−カ−の動きが活発
化してきた。これら高電圧システムに対応する電源とし
て、従来の１２Ｖ型鉛電池とは別に、自動車に搭載する
高電圧タイプの３６Ｖ型鉛電池の開発が行われている。

【０００３】高電圧型鉛電池としては、開放形の鉛蓄電
池が自動車用やＵＰＳ用等に用いられているが、使用中
での注液等のメンテナンスの繁雑さがある。従って、移
動用電源としては、電池のメンテナンスフリ−化すなわ
ち密閉化が必要である。即ち自動車用を主とする移動用
電源として鉛電池を用いる場合、電池の密閉化と高電圧
化を同時に行う必要がある。さらに、高電圧化にともな
い、電池を構成するセル数は増加するため、複数セルか
らなるモノブロック電池より、品質の安定性や、交換の
容易さ、生産性の向上、低コストの点から、単電池の採
用が望まれている。また、電気容量の増大と電池電圧を
増加するために多数の前記単電池を直列に接続した組電
池の開発が必要となってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記に記載された自動
車用高電圧型３６Ｖ系電池は、車のボンネット内の限ら
れた空間内に搭載する必要から、従来の１２Ｖ系電池を
３個直列に接続配置するスペ−スより大幅に縮小した空
間に搭載できる電槽サイズとしなければならず、さらに
電槽内に極群セルを１８個収納しなければならないた
め、１セル当たりの極群収納スペ−スは大幅に縮小さ
れ、従来の１２Ｖ系電池に比較し、極群を構成する極板
及びセパレ−タを大幅に薄くしなければならなかった。
このような極群を作製するには、従来以上の高度な生産
技術を有し、更に高価な生産設備を導入することにな
り、莫大な設備費を必要とする。

【０００５】また、極板が薄くなると、極板内への電解
液の浸入が容易になり、格子体の腐食が促進され、短寿
命になるという欠点があった。また、極板は幅に対して
高さが大きくなるため、電解液の成層化現象の影響を受
け易くなる。この影響を避けるため極板の高さを低く
し、極板の厚さを厚くする必要があった。このような構
成にするために、従来のようなモノブロック式電池では
なく、単電池（１セル）をユニットとして用い、これを
複数並列又は／及び積層して直列に組み合わせて高電圧
にしようとすることが試みられている。例えば、単電池
を縦３列×横３列の田の字型にしたものを二段に積み重
ねて合計１８個の単電池で組電池を構成したものであ
る。なお、、単電池は、正負極板とこの間の繊維径の小
さい微細ガラスマットを配し、電解液は極力マットに吸
収含浸せしめて非流動化を図った制御弁式鉛電池を使用
する。

【０００６】このような組電池を用いると、単電池から
発生する熱やガスが隣接する単電池に阻害されて蓄積す
る結果、単電池の寿命が短くなるという問題点が発生し
た。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、単電池を水平方向に配列
すると共に垂直方向に積み重ねて組電池にした場合、電
槽の水平方向および垂直方向のいずれの方向からも熱や
ガスを放出できる単電池を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ひとつのセル室を備えた箱型電槽の開口
面に蓋が取り付けられた制御弁式鉛電池であって、前記
蓋は、上面に正極端子部と負極端子部を有し、該両端子
部の間に安全弁が取り付けられ、正極端子部と安全弁、
および負極端子部と安全弁の間にそれぞれ凸部が形成さ
れ、それぞれの凸部の高さが同じでものであり、前記電
槽は、前記蓋と隣接する全ての外側面に、上辺から下
辺、および左辺から右辺にかけて帯状の凹部が形成され
ているものであり、前記端子部は、前記凹部から直角方
向に折れ曲がって一直線に延びる蓋の上面にあることを
特徴とする。

【０００８】そして、前記制御弁式鉛電池は、立方体
で、正極端子部と負極端子が蓋の縦方向または横方向の
中心線上にあることが組電池を作製する上で好ましい。

【０００９】また、本発明の組電池は、複数の前記制御
弁式鉛電池を少なくとも垂直方向に二段、水平方向に二
列に配列して相隣る単電池間を接続板で接続したもので
あって、前記接続板の高さが前記凸部より低く、単電池
間の垂直方向および水平方向の何れにも隙間が形成され
ていることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づいて説明する。

【００１１】図１は、本発明の制御弁式鉛電池の一実施
形態を示す斜視図、図２は、図１の電池を用いた組電池
の一例を示す斜視図、図３は、図２の組電池を縦置きし
た斜視図であり、１は本発明の制御弁式鉛電池、２は電
槽外側面の凸部、３は電槽外側面の凹部、４は正極端子
部、４’は負極端子部、５、５’は接続板、６は蓋上面
の凸部、７は安全弁、８は組電池、９は正極端子板、
９’は負極端子板、１０は電槽、１１は蓋、１２、１３
は電池間の隙間である。

【００１２】本発明の制御弁式鉛電池１は、単電池から
なる。すなわち、１個のセル室からなる箱型電槽１０
に、図示されていないが正極板、負極板、セパレ−タ、
電解液からなる極群が挿入され、該電槽１０の開口面に
蓋１１が取り付けられたものである。

【００１３】前記蓋１１は、上面に正極端子部４と負極
端子部４’が形成され、これら端子部の間に安全弁７が
取り付けられている。本実施形態では、安全弁７が蓋の
中央に取り付けられ、安全弁を中心として縦方向または
横方向の中央の位置に正極端子部と負極端子が形成され
ている。このような位置に端子部を設けることにより、
本発明の単電池と、該電池を１８０度回転した単電池を
水平方向あるいは垂直方向に配列したとき異極性の端子
部を最短距離にできる。また、回転せずに水平方向また
は垂直方向に配列したときに同極性の端子部を最短距離
にできる。

【００１４】また、蓋の上面には、正極端子部４と安全
弁７の間、および負極端子部４’と安全弁７の間に高さ
が同じ二列の凸部６、６が形成されている。該凸部６、
６は、蓋の一辺からその対辺に向かって延び、その他の
二つの辺と平行になっている。該凸部６、６をこのよう
に形成すると、端子部から電解液が滲み出て正極端子部
と負極端子部が短絡するのを防止できる。また、凸部が
長いので、上部の単電池を安定して積み重ねることがで
きる。

【００１５】前記凸部６、６は、高さが前記端子部４、
４’や安全弁７の高さより高く形成され、該電池を積み
重ねたときに端子部や安全弁が上の電池に当たらないよ
うになっている。また、上の電池との間に隙間を作り、
安全弁から排出されるガスをこの隙間から組電池外の空
間に排出できる役割を果たす。

【００１６】前記電槽１０は、上面が開口した立方体の
箱型形状をなし、蓋１１と隣接する全ての外側面、すな
わち４つの側面に同じ形状の凹部３が形成されたもので
あり、本実施形態では電槽外側面の四隅に四角台形の平
滑な凸部２を形成して凸部以外の面を十字状の凹部３と
したものである。この凹部は、上辺から下辺、左辺から
右辺にかけて帯状に延びており、相隣る電池が当接され
たときに該凹部により垂直方向および水平方向に隙間が
生じる（図２または図３参照）。この隙間により電槽の
放熱が可能となる。なお、電槽の形状や凸部２の形状は
本実施形態に限定されることがない。また、前記４つの
外側面の凸部の形状は、必ずしも同一でなくてもよい。

【００１７】また、端子部４、４’は、前記凹部３から
直角方向に折れ曲がり一直線に延びる蓋の上面に位置し
ている。これは、図２に示すように、組電池にした場
合、接続板５’が単電池側面の凹部３を通過して最短距
離で上下の単電池間を接続できるようにするためであ
る。

【００１８】なお、本実施形態では電槽底面は平坦であ
るが、単電池を積み重ねたときに、蓋の凸部上面と接す
る凸部を形成してもよい。この場合は、蓋の凸部の高さ
は、端子部や安全弁の高さより高くする必要がない。

【００１９】前記端子部は、蓋上面からボルトが突出し
たもの、あるいは蓋上面に雌ねじが埋設されたもの等が
あるが、特に限定されない。

【００２０】次に、本発明の制御弁式鉛電池を水平方向
に縦３列、横３列に配置したものを二段重ねして単電池
間を直列接続した図２のような３６Ｖ系の組電池につい
て説明する。

【００２１】水平方向の配列された相隣る電池は、電槽
外側面の凸部２同士が接し、凹部３により隙間１２が形
成されており、異極性の端子部４、４’が接続板５によ
り接続されている。そして、一隅の単電池の正極端子部
に正極の端子板９が接続され、組電池の側面から水平方
向に突出している。また、前記一隅の単電池の下の単電
池の負極端子部に負極の端子板９’（図３参照）が接続
され、組電池の側面から水平方向に突出している。

【００２２】垂直方向に配列された上下の相隣る電池
は、蓋上面の凸部６により隙間１３が形成されている。
そして、前記接続板９が取り付けられている単電池と点
対称の位置にある隅の単電池とその下の単電池は、接続
板５’により接続されている。該接続板５’は、単電池
の凹部３から直角方向に折れ曲がり一直線に延びる蓋上
面にある端子部４’から凹部３を通って下方の単電池の
蓋上面にある端子部に向かって延びている。

【００２３】これら接続板５、５’および端子板９、
９’は、厚さが蓋の凸部６の高さより小さいので、接続
板や端子板が取り付けられた隙間１２が塞がれることが
なく、蓋、接続板および端子板の熱を組電池の外部へ放
出できる。

【００２４】なお、単電池間の接続は、接続板５のねじ
穴と端子部とを重ね合わせ、上方からねじを螺合して行
う。ねじの頭が接続板５の表面から飛び出ないことが望
ましいが、飛び出ても前記凸部６の高さを超えることが
ないようにする。

【００２５】次に、図３のように、水平方向に縦２列、
横３列に配置したものを３段に積み重ねた組電池につい
て説明する。

【００２６】この組電池は、図２のようにして組み立て
た後、単電池の蓋１１が側面に位置し、且つ接続板９、
９’が上部から垂直方向に突出するように縦置きしたも
のである。このようにすると、水平方向のスペースを小
さくすることができる。また、図２の単電池は、極板が
垂直方向に立設したものであると、図３のようにするこ
とにより極板が水平方向になり、電解液の成層化現象を
防ぐことができ、電池の寿命を延ばすことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、次に記
載する効果を奏する。

【００２８】（１）請求項１によれば、組電池として使
用したときに電池の排気ガスや熱を単電池間の水平方向
および垂直方向の何れにも放出でき、電池内へのガスの
滞留や電池温度のばらつきをなくし、性能の優れた組電
池を構成できる。

【００２９】（２）請求項２によれば、上記（１）の効
果に加え、組電池としたときに相隣る電池間の接続を最
短距離にでき、電力ロスの少ない組電池を提供できる。

【００３０】（３）請求項３によれば、単電池間の水平
方向および垂直方向の何れにも隙間ができているので、
電池の排気ガスや熱を放出でき、性能の優れた組電池を
提供できる。また、従来のモノブロック電池に代わり長
寿命の密閉型の単電池を採用して組電池を構成している
ので、品質が安定し、交換が容易で、生産性が高く、コ
ストの安い組電池が提供できる。さらに、単電池の配置
方法を変更することにより、水平方向または垂直方向が
狭いスペースでも対応して設置できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の制御弁式鉛電池を示す斜
視図である。

【図２】図１の電池の組電池の一実施形態を示す斜視図
である。

【図３】図２の組電池を縦置きした斜視図である。

【符号の説明】

２電槽外側面の凸部３電槽外側面の凹部４正極端子部４’負極端子部５、５’ 接続板６蓋の凸部７安全弁１０電槽１１蓋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA02 AA04 AA05 AA09 DD11 5H020 AA04 AS06 AS08 CC15 CC41 DD01 DD08 DD11 HH01 HH03 KK13 5H022 AA01 AA19 CC02 CC09 KK03 5H028 AA02 CC01 CC07 CC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一のセル室からなる箱型電槽の開口面
に蓋が取り付けられた制御弁式鉛電池において、前記蓋は、上面に正極端子部と負極端子部を有し、両極
端子部の間に安全弁が取り付けられ、該正極端子部と安
全弁、および該安全弁と負極端子部の間に同じ高さの凸
部がそれぞれ形成されているものであり、前記電槽は、前記蓋と隣接する全ての外側面に、上辺か
ら下辺、および左辺から右辺にかけて帯状の凹部が形成
されているものであり、前記端子部は、前記凹部から直角方向に折れ曲がって一
直線に延びる蓋上面に位置することを特徴とする制御弁
式鉛電池。
【請求項２】前記電槽は、上面が開口した立方体から
なり、正極端子部と負極端子部は、前記蓋の縦方向また
は横方向の中心線上に位置することを特徴とする請求項
１記載の制御弁式鉛電池。
【請求項３】複数個の請求項１記載の制御弁式鉛電池
を少なくとも垂直方向に二段、水平方向に二列に配列し
た制御弁式鉛電池の組電池であって、単電池の少なくと
も一方の端子部が相隣る単電池の端子部と前記凸部より
高さの低い接続板で接続され、単電池間に垂直方向およ
び水平方向の隙間が形成されていることを特徴とする制
御弁式鉛電池の組電池。