JP2001110388A - 密閉型蓄電池 - Google Patents
密閉型蓄電池Info
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Abstract
で均等に作用して、適正な作動が安定的に得られる安全
弁を備えた密閉型蓄電池を提供する。 【解決手段】 密閉された電槽2の内圧が所定以上にな
ったときに内部圧力を開放する安全弁13を設けた密閉
型蓄電池1において、安全弁13を、電槽壁に固着され
るとともに電槽2内に連通する弁口26の周囲にシール
突起27が突設された弁ケース25と、シール突起27
に圧接してシールするシール部28とシール部28を支
持する剛体部29とこの剛体部29を弁口26に向けて
押圧するゴム状弾性部30とを有する弁体31と、弁ケ
ース25に弁体31をそのゴム状弾性部30を圧縮した
状態で収容して閉じるとともに開放口33が形成された
弁蓋32にて構成した。
Description
し、特に密閉電槽の内圧が一定以上になったときに内部
圧力を開放するために設けられている安全弁に関するも
のである。
ケル水素電池などのアルカリ二次電池が電気自動車用電
源として利用されている。この種の移動用電源において
は、電池のメンテナスフリー化が必要であるために密閉
型が採用されている。また、このように移動用電源等と
して利用される蓄電池においては高容量化が必要である
ために安全性、信頼性の向上が不可欠であり、密閉電槽
の内部圧力が一定以上になった時に内部圧力を開放する
安全弁の作動の高精度化、信頼性の向上が要請されてい
る。
弁としては、図5に示すように、底部中央に弁口42を
形成した弁ケース41と、その上部を密閉状態で覆うと
ともに上端部外周に開放口44を形成した弁キャップ4
3とで囲まれた空間内に圧縮状態でゴム状弾性体から成
る弁体45を収容配置したものが知られている。
図6に示すように、底部の弁口52の周囲にシール突部
53を突設した弁ケース51と、弁ケース51上部に設
置する排気口55を有した弁蓋54と、シール突部53
に圧接してシールするシール部57を有した弁体56
と、弁体56と弁蓋54との間に介装されて弁体56を
弁口52に向けて押圧付勢するばね体58とから成るも
のが提案されている。
たような安全弁の構成では、弁口42周囲のシール部分
が面シールであるため作動圧のばらつきが大きく、また
弁体45がゴム状弾性体の単体で押圧力とシール性の両
方を兼ねていて、弁体45の変形を制御するのが困難で
あるため作動圧の適正な設定が難しく、また高温時には
ゴム弾性体の膨張により弁ケース41や弁キャップ43
と弁体45の接触面積が拡大し、作動圧が上昇してしま
うなどという問題があった。
の構成では、上記のような問題は解消されるが、弁体5
6をばね体58にて押圧付勢するようにしているので、
押圧付勢力の作用方向を正確にシール突部53の全周に
対して均等に作用するようにするのが困難で、作動圧が
不安定になったり、それを防止するために複雑な部品形
状にしたり、部品点数が増加したりしてコスト高になる
という問題があり、また弁ケース51と弁体56が同芯
状にならずに弁体56が弁ケース51に片当たりしてそ
の摩擦力で動作が不安定になる恐れがあるなどの問題が
ある。
圧のばらつきを小さくでき、また弁体の押圧付勢力の作
用方向を弁口周囲のシール圧が全周で均等に作用するよ
うにでき、また弁体を弁ケースに対して同芯状に規制で
きて高温時を含めて適正な作動を安定的に確保でき、か
つ部品数点数が少なく部品形状も簡単で安価に製作でき
る安全弁を備えた密閉型蓄電池を提供することを目的と
している。
は、密閉した電槽の内圧が所定以上になったときに内部
圧力を開放する安全弁を設けた密閉型蓄電池において、
安全弁の電槽内に連通する弁口の周囲にシール突起を突
設し、弁口を閉じる弁体を、シール突起に圧接してシー
ルするシール部とシール部を支持する剛体部と剛体部を
弁口に向けて押圧するゴム状弾性部にて構成したもので
あり、シール突起に対して剛体部で支持されたシール部
を押圧付勢することによって、線シールとなるとともに
シール部の変形を制御できて作動圧のばらつきを小さく
でき、かつゴム状弾性部で剛体部を押圧付勢しているの
で、押圧力がシール部の全面に均等に作用してシール圧
が全周で均等に作用するようにでき、簡単かつ安価な構
成で適正な作動を安定的に確保することができる。
もに電槽内に連通する弁口の周囲にシール突起が突設さ
れた弁ケースと、シール突起に圧接してシールするシー
ル部を有する弁体と、弁ケースに弁体を収容した状態で
弁ケースを閉じるとともに開放口を形成した弁蓋にて構
成し、弁体にはシール部を支持する剛体部とこの剛体部
と弁蓋との間で圧縮されるゴム状弾性部とを設けると、
弁ケースと弁体と弁蓋の3部品にて構成でき、部品点数
が少なくかつ簡単な構成により安価に製作することがで
きる。
内に、多数の正極板と負極板をセパレータを介して積層
して構成した極板群と、電槽外面に突設された正極と負
極の極端子に接続された集電体と、電解液とを収容配置
し、密閉電槽の内圧が所定以上になったときに内部圧力
を開放する安全弁を設けた密閉型蓄電池において、安全
弁を、電槽壁に固着されるとともに電槽内に連通する弁
口の周囲にシール突起が突設された弁ケースと、シール
突起に圧接してシールするシール部とシール部を支持す
る剛体部とこの剛体部を弁口に向けて押圧するゴム状弾
性体とを有する弁体と、弁ケースに弁体をそのゴム状弾
性体を圧縮した状態で収容して閉じるとともに開放口が
形成された弁蓋にて構成したものであり、上記作用・効
果を奏することができる。
部とゴム状弾性部を剛体部に形成した接続穴を通して一
体成型すると、弁体を1工程で製造した単一部品で構成
でき、さらに構成が簡単になって安価に構成できる。な
お、この場合もシール部とゴム状弾性部は別のゴム材質
を用いてもよいことは言うまでもない。
寸法とほぼ同等またはそれ以上とすると、ゴム状弾性部
の圧縮量のばらつきを確実に吸収できて押圧付勢力を一
層安定化でき、作動圧のばらつきを小さくできる。
の間に隙間を形成するとともに、剛体部外周の一部を弁
ケースの内周面に係合させて弁体を同芯状に位置規制す
るようにすると、弁体を弁ケースに対して同芯状に規制
でき、高温時にも弁ケースと弁体の接触を完全に無くす
ことができて作動圧の上昇を抑制でき、高温時を含めて
適正な作動を安定的に確保できる。
実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
車用の駆動電源として好適に用いることができるニッケ
ル・水素二次電池であり、図1、図2に示すように、幅
の狭い短側面と幅の広い長側面とを有する上面開口の直
方体状の複数(図示例では6つ)の電槽3をその短側面
3aを共用して相互に一体的に連結して成る一体電槽2
にて構成されかつ各電槽3の上面開口は一体の蓋体4に
て一体的に閉鎖されている。
に、電槽3の長側面と平行な多数の正極板と負極板をセ
パレータを介して短側面方向に積層してなる極板群5と
その両側端面に接合された集電板6が電解液とともに収
納され、単電池7が構成されている。
3a及び各電槽3、3間の短側面3aの上端部には接続
穴8が形成され、後で詳細に説明するように、両端の電
槽3の外側の短側面3aの接続穴8には正極又は負極の
極端子9が装着され、中間の電槽3、3間の短側面3a
の接続穴8を通して両側の単電池7、7が直列接続され
ている。
3、3の隣接端部において通孔10が形成されるととも
に、蓋体4上にこれら通孔10、10間を連通する連通
路12を形成した連通蓋11が溶着されている。11a
は、連通蓋11の内面中央部に突設された補強突起で、
連通路12を閉じない大きさでかつその先端が蓋体4の
上面に当接して溶着され、連通蓋11の耐圧強度を確保
している。一体電槽2と蓋体4と連通蓋11は、PP/
PPEアロイなどの合成樹脂材料にて構成されており、
電解液に対して撥液性を有している。
定以上になったときに圧力を解放するための単一の安全
弁13が配設されている。この安全弁13については、
後で詳細に説明する。また、単電池7の温度を検出する
温度検出センサを装着するセンサ装着穴14が適当な単
電池7の極板群5の上端に接するように凹入形成されて
いる。
2の長側面15には、各電槽3の両側端に対応する位置
に上下方向に延びるリブ16が突設されており、かつリ
ブ16、16間には適当ピッチ間隔でマトリックス状に
多数の比較的小さな円形の突部17が突設されている。
これらリブ16と突部17は同じ高さである。さらに、
電槽3の上端部と蓋体4の側面には、リブ16の延長位
置及び突部17の配置位置に対応してそれらの側面間に
わたるように、リブ16及び突部17と同じ高さの連結
リブ18a及び18bが形成されている。これらリブ1
6、突部17及び連結リブ18a、18bは、一体電槽
2を並列配置したときにそれらの間に各電槽3を効率的
にかつ均一に冷却するための冷媒通路を形成する。
対して対称に位置する任意の電槽3の略中央位置に、一
体電槽2をその長側面15で互いに重ねた時に相互に嵌
合する複数の位置決め用の突部19と凹部20が設けら
れている。
る多数枚の正極板とNiのパンチングメタルに活物質を
塗着して成る多数枚の負極板とを交互に配置するととも
に、各正極板に横方向に開口部を有する袋状のセパレー
タを被せることにより正極板と負極板の間にセパレータ
を介装した状態で積層して構成されている。これら正極
板群と負極板群は互いに反対側の側縁部が外側に突出さ
れ、その側端縁にそれぞれ集電板6が溶着されている。
は、図2に示すように、集電板6の上端部に外向きに突
出形成された接続突部21を、電槽3の短側面3aの上
端部に貫通形成された接続穴8に嵌入させることによっ
て電槽3に対して位置決めされ、かつ隣接する電槽3、
3間で接続穴8に嵌入された接続突部21、21の先端
同士を溶接接合することによって電槽3の両短側面3a
に固定されるとともに隣接する単電池7の電気的な接続
が電池内部で行われている。
おいては、極端子9に接続穴8に嵌入する接続突部22
が突設され、接続突部21、22の先端同士が溶接接合
されている。また、集電板6の接続突部26又は極端子
9の接続突部22の周囲には環状溝が形成されて短側面
3aとの間のシールを行うOリング23が配設されてい
る。
体4の上壁に形成された段付き装着筒部24に、その弁
ケース25を嵌合して溶着することによって一体電槽2
に装着されている。24aは装着筒部24の段部に突設
されたシール突条である。弁ケース25の底壁の中央に
は弁口26が形成されるとともにその周囲の上面に環状
にシール突起27が突設されている。この弁ケース25
内には、シール突起27に圧接してシールするシール部
28とシール部28を支持する剛体部29とこの剛体部
29を弁口26に向けて押圧するゴム状弾性部30とを
有する弁体31が挿入配置され、そのゴム状弾性部30
を圧縮した状態で弁ケース25の上面開口部に弁蓋32
を嵌合して溶着することによって閉鎖されている。弁蓋
32には、弁体31の周囲の空間と連通するように開放
口33が形成されるとともに上方に向けて排出ホースを
接続する接続口34が突設されている。
9の中央部に形成した接続穴35を通してシール部28
とゴム状弾性部30を一体成型して構成されている。ま
た、剛体部29は、角部が弁ケース25の内周面に摺動
自在に係合するような正方形または多角形の樹脂板又は
金属板から成り、剛体部29の外周と弁ケース25の内
周面との間に隙間を形成した状態で弁体31を弁ケース
25に対して同芯状に位置規制するように構成されてい
る。また、ゴム状弾性部30の高さ寸法Hは、径方向寸
法Dとほぼ同等またはそれ以上とされている。
隣接する単電池7の接続を一体電槽2の内部で行うこと
ができ、外部に単電池7の接続構成が露出しないので、
密閉型蓄電池1の設置スペースをコンパクトにすること
ができ、かつ集電板6のプレス成形によって突出成形さ
れた接続突部21にて隣接する単電池7を直列接続して
いるので、接続部品を別途に必要とせず、少ない部品点
数で低コストにて簡単に接続することができ、また接続
突部21が集電板6と一体でありかつ1箇所の溶接で接
続されているので、電気抵抗の極めて少ない接続が可能
となる。
極板群と負極板群の互いに反対側の側縁部を対向部分か
ら外側に突出させてその突出部に対してその全長にわた
って集電板6を固着しているので、各極板の全面から集
電板6までの平均距離を短くでき、その結果電池内抵抗
値を小さくできるとともに電極活物質の利用率が高くな
って電池出力を向上することができる。
部において、蓋体4に通孔10を形成するとともに、蓋
体4上にこれら通孔10、10間を連通する連通路12
を形成した連通蓋11が溶着されており、これによって
各電槽3の間の内部圧力を均一化して一部の電槽3の内
部圧力の上昇によってその単電池7の寿命が低下し、そ
れに伴って密閉型蓄電池1全体の寿命が短くなるのを防
止するとともに、蓋体4に単一の安全弁13を設けるだ
けで良く、コスト低下を図ることができる。
ース25に設けたシール突起27に対して剛体部29で
支持されたシール部28を押圧付勢しているので、線シ
ールとなるとともに、シール部28が剛体部29で支持
されているのでその圧縮程度のばらつきによって発生す
る作動圧のばらつきを小さくできる。
体部29を押圧付勢しているので、ばね体で押圧する場
合のようにガイド機構を設けなくても押圧力が作用する
方向が傾く恐れがなく、押圧力がシール部の全面に均等
に作用してシール圧が全周で均等に作用するようにで
き、簡単かつ安価な構成で適正な作動を安定的に確保す
ることができる。
25の内周面に係合して弁体31が同芯状に位置規制さ
れているので、弁体31の適正な作動が確保され、特に
高温時にも弁ケース25と弁体31のゴム状弾性部30
やシール部28の接触を完全に無くすことができ、高温
時を含めて適正な作動を安定的に確保できる。
方向寸法Dとほぼ同等またはそれ以上にしたことによ
り、ゴム状弾性部30の圧縮量のばらつきを確実に吸収
できて押圧付勢力を一層安定化でき、作動圧のばらつき
を小さくできる。
の3部品にて構成されているので、部品点数が少なくか
つ簡単な構成により安価に製作することができ、さらに
シール部28とゴム状弾性部29を剛体部29に形成し
た接続穴35を通して一体成型しているので、弁体31
を1工程で製造した単一部品で構成でき、さらに構成が
簡単になって安価に構成できる。
説明から明らかなように、シール突起に対して剛体部で
支持されたシール部を押圧付勢するようにしたので、作
動圧のばらつきを小さくでき、かつゴム状弾性部で剛体
部を押圧付勢しているので、押圧力がシール部の全面に
均等に作用してシール圧が全周で均等に作用するように
でき、簡単かつ安価な構成で適正な作動を安定的に確保
することができる。
もに電槽内に連通する弁口の周囲にシール突起が突設さ
れた弁ケースと、シール突起に圧接してシールするシー
ル部を有する弁体と、弁ケースに弁体を収容した状態で
弁ケースを閉じるとともに開放口を形成した弁蓋にて構
成し、弁体にはシール部を支持する剛体部とこの剛体部
と弁蓋との間で圧縮されるゴム状弾性部とを設けると、
弁ケースと弁体と弁蓋の3部品にて構成でき、部品点数
が少なくかつ簡単な構成により安価に製作することがで
きる。
形成した接続穴を通して一体成型すると、弁体を1工程
で製造した単一部品で構成でき、さらに構成が簡単にな
って安価に構成できる。
寸法とほぼ同等またはそれ以上とすると、ゴム状弾性部
の圧縮量のばらつきを確実に吸収できて押圧付勢力を一
層安定化でき、作動圧のばらつきを小さくできる。
の間に隙間を形成するとともに、剛体部外周の一部を弁
ケースの内周面に係合させて弁体を同芯状に位置規制す
るようにすると、弁体を弁ケースに対して同芯状に規制
でき、高温時にも弁ケースと弁体の接触を完全に無くす
ことができ、高温時の作動圧の上昇を抑制して適正な作
動を安定的に確保できる。
池の一実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は正面
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 密閉した電槽の内圧が所定以上になった
ときに内部圧力を開放する安全弁を設けた密閉型蓄電池
において、安全弁の電槽内に連通する弁口の周囲にシー
ル突起を突設し、弁口を閉じる弁体を、シール突起に圧
接してシールするシール部とシール部を支持する剛体部
と剛体部を弁口に向けて押圧するゴム状弾性部にて構成
したことを特徴とする密閉型蓄電池。 - 【請求項2】 安全弁を、電槽壁に固着されるとともに
電槽内に連通する弁口の周囲にシール突起が突設された
弁ケースと、シール突起に圧接してシールするシール部
を有する弁体と、弁ケースに弁体を収容した状態で弁ケ
ースを閉じるとともに開放口を形成した弁蓋にて構成
し、弁体にはシール部を支持する剛体部とこの剛体部と
弁蓋との間で圧縮されるゴム状弾性部とを設けたことを
特徴とする請求項1記載の密閉型蓄電池。 - 【請求項3】 密閉電槽内に、多数の正極板と負極板を
セパレータを介して積層して構成した極板群と、電槽外
面に突設された正極と負極の極端子に接続された集電体
と、電解液とを収容配置し、密閉電槽の内圧が所定以上
になったときに内部圧力を開放する安全弁を設けた密閉
型蓄電池において、安全弁を、電槽壁に固着されるとと
もに電槽内に連通する弁口の周囲にシール突起が突設さ
れた弁ケースと、シール突起に圧接してシールするシー
ル部とシール部を支持する剛体部とこの剛体部を弁口に
向けて押圧するゴム状弾性体とを有する弁体と、弁ケー
スに弁体をそのゴム状弾性体を圧縮した状態で収容して
閉じるとともに開放口が形成された弁蓋にて構成したこ
とを特徴とする密閉型蓄電池。 - 【請求項4】 シール部とゴム状弾性部を剛体部に形成
した接続穴を通して一体成型したことを特徴とする請求
項1〜3の何れかに記載の密閉型蓄電池。 - 【請求項5】 ゴム状弾性部の高さ寸法を、径方向寸法
とほぼ同等またはそれ以上としたことを特徴とする請求
項1〜4の何れかに記載の密閉型蓄電池。 - 【請求項6】 剛体部の外周と弁ケースの内周面との間
に隙間を形成するとともに、剛体部外周の一部を弁ケー
スの内周面に係合させて弁体を同芯状に位置規制するよ
うにしたことを特徴とする請求項2〜5の何れかに記載
の密閉型蓄電池。
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