JP2001307685A - 密閉形鉛蓄電池の製造法 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池の製造法

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JP2001307685A
JP2001307685A JP2000117474A JP2000117474A JP2001307685A JP 2001307685 A JP2001307685 A JP 2001307685A JP 2000117474 A JP2000117474 A JP 2000117474A JP 2000117474 A JP2000117474 A JP 2000117474A JP 2001307685 A JP2001307685 A JP 2001307685A
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battery case
lid
storage battery
battery
cover
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Muneyoshi Noda
宗良 野田
Michio Kurematsu
道男 榑松
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 UPSや通信用非常電源等に使用される密閉
形鉛蓄電池において、電槽の長側面の面積が1400c
2以上で肉厚が5mm以内の場合でも、蓋に設けたガ
イドリブの影響による電槽と蓋との熱溶着部の割れを発
生させることのない密閉形鉛蓄電池を提供することを目
的とする。 【解決手段】 電槽10と蓋20とを蓋20に嵌合位置
決めの機能をする突出部として設けたガイドリブ22に
沿って仮嵌合する。そして蓋20と電槽10との相対水
平位置を保持しつつ蓋20と電槽10とを上下方向に分
離し、前記蓋と前記電槽間の空間に熱板を配設し、蓋2
0と電槽10とを熱板に接触させた後、蓋20と電槽1
0とを密着させて熱溶着するとともに、前記ガイドリブ
22の下端を蓋20と電槽10との接合面23よりも上
方に熱変形させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はUPSや通信用の非
常用電源として使用される密閉形鉛蓄電池に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年電源設備用鉛蓄電池として補水,比
重測定,均等充電等の保守作業が不要で、かつ設置方向
を選ばない負極吸収式の密閉形鉛蓄電池の使用が増加し
てきた。
【0003】負極吸収式の密閉形鉛蓄電池は、密閉構造
をとる必要があり、特に電槽と蓋の接合には、接着剤に
より接合する方法と、熱溶着により接合する方法が多く
の場合用いられている。
【0004】接着剤により接合する方法は、接着剤の硬
化に時間を費やし、また硬化のために温度を上げるた
め、大きな容積の硬化炉が必要であり場所と設備費用が
多くかかる。
【0005】一方、熱溶着により接合する場合、必要な
設備としては比較的作製が容易な溶着機だけで、接合に
要する時間、すなわち溶着時間も数分以内であり低コス
トで済むメリットがあり、接着方法より有利である。
【0006】熱溶着の場合、電槽と蓋の接合用の溶着部
分を熱で溶かし、固まらない内に両者を溶着部同士でつ
き合わせ、冷却凝固させて接合する。この時に重要なこ
とは、電槽と蓋との溶着部同士が位置的にずれないよう
にすることである。そのため、一般的に電槽と蓋とがず
れないように、蓋の内側にガイドリブを設けている。
【0007】実際の工程としては図4(a)に示す状態
より図4(b)に示す状態にして電槽1と蓋2とを仮嵌
合させ、電槽1と蓋2との水平方向の相対位置を決定す
る。この段階において蓋2の内側に設けたガイドリブ3
は電槽1の溶着部4を蓋2の溶着部5に相対させるよう
位置決めのために設けられている。次に図4(b)に示
したように電槽1と蓋2との相対的な水平位置はそのま
まにして、図5(a)に示すように蓋2を電槽1に対し
て相対的に上方向に移動させて電槽1と蓋2を上下方向
に分割し、この電槽1と蓋2との間の空間に加熱した熱
板6を位置させ、図5(b)に示すように熱板6に電槽
1の溶着部4および蓋2の溶着部5を押し当てて電槽1
の溶着部4と蓋2の溶着部5を溶融する。その後、熱板
6から電槽1と蓋2とを離し、図6(a)に示すように
熱板6を側方の待機位置に移動させ、図6(b)に示す
ように電槽1と蓋2とを再び嵌合させたままで冷却凝固
して電槽1と蓋2の熱溶着が完了する。この段階で通
常、ガイドリブ3と電槽1の内壁7とは溶融した電槽樹
脂材で熱溶着されて接合された構成となる。
【0008】密閉形鉛蓄電池は、充電,放電時のガス発
生・吸収による内圧変化で密閉容器である電槽,蓋に応
力を受ける。特に大きな電槽容積を有する電池の場合、
この内圧変化により電槽と蓋が受ける応力は特に大きく
なる。中でも電槽への応力は電槽側面の面積に大きく影
響を受け、蓋に比較して非常に大きなものとなる。
【0009】電槽と蓋が熱溶着で接合されている密閉形
鉛蓄電池の場合、前記したような内圧変化による応力に
基づいて電槽や蓋が変形すると、図6(b)で示したガ
イドリブ3と電槽1の内壁7との溶着部に形成されたエ
ッジ8にこの応力が集中して、エッジ8を起点として割
れが発生することがある。特に前記したように電槽が大
きい場合は電槽と蓋の変形が大きく割れが起こりやす
い。電槽の変形は電槽の面積と肉厚に関係しており、電
槽の長側面の面積が1400cm2以上で肉厚が5mm
以内と薄い場合変形が大きく溶着部にあるガイドリブ3
の影響で割れやすい。電槽の長側面の面積は電池の容量
に関係しており、簡単には小さくできない。また肉厚を
上げることは電池質量を増加させ、電槽樹脂材料費のア
ップという面で好ましくない。当然のことながら、ガイ
ドリブは蓋と電槽の嵌合調整のため必要であり、取り除
くことはできない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記するよう
な問題点に鑑み、電槽と蓋とが熱溶着により接合された
密閉形鉛蓄電池において前記したような嵌合案内部の機
能をするガイドリブの影響により電槽と蓋との溶着部に
割れを発生させることがなく、溶着部の気密性や液密性
に優れた信頼性の高い密閉形鉛蓄電池を提供することを
目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために本発明の請求項1記載に係る発明は電槽と蓋とを
熱溶着により接合する密閉形鉛蓄電池の製造法であっ
て、前記電槽と前記蓋とを前記蓋の内側に設けた嵌合位
置決めの機能をする突出部に沿って仮嵌合し、前記蓋と
前記電槽との相対水平位置を保持しつつ前記蓋と前記電
槽とを上下方向に分離し、前記蓋と前記電槽とが接合す
る面を熱板により加熱した後前記熱板を除いて、前記蓋
と前記電槽とを加熱された接合面を密着させて熱溶着す
るとともに、前記突出部を前記蓋と前記電槽との接合面
よりも上方に熱変形させることを特徴とする密閉形鉛蓄
電池の製造法を示すものである。本発明の請求項2記載
に係る発明は請求項1記載の密閉形鉛蓄電池の製造法に
おいて、電槽の長側面の面積が1400cm2以上であ
ることを特徴とする密閉形鉛蓄電池の製造法を示すもの
である。本発明の請求項3記載に係る発明は請求項2記
載の密閉形鉛蓄電池の製造法において電槽の厚みが5m
m以下である密閉形鉛蓄電池の製造法を示すものであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。
【0013】まず、図1(a)に示したように極板群
(図示せず)を収納した電槽10上に蓋20を位置させ
る。ここで電槽10と蓋20はいずれもポリプロピレン
樹脂等の熱溶着性を有する樹脂で構成されている。電槽
10の上端部には電槽溶着部11が形成されている。蓋
20の下端には蓋溶着部21が形成されている。蓋溶着
部21の電槽内側には突起状のガイドリブ22が設けら
れている。次に図1(b)に示したように蓋20が電槽
10に仮嵌合される。この仮嵌合時にガイドリブ22が
電槽溶着部11を蓋溶着部21に対向する位置に導く作
用をする。すなわちガイドリブ22は蓋20と電槽10
との嵌合位置決めの機能をする突出部の一つの形態であ
る。この仮嵌合によって電槽10と蓋20との水平方向
の相対位置が決定される。この状態から電槽10と蓋2
0との水平方向の相対位置を保持しつつ、図2(a)に
示したように仮嵌合を解いて電槽10と蓋20とを上下
方向に分割し、ついで電槽10と蓋20との空間に加熱
した熱溶着用の熱板30を位置させる。次に電槽10と
蓋20とを熱板30に押し付けて電槽溶着部11と蓋溶
着部21を溶融させる。この時にガイドリブ22を同時
に溶融させてガイドリブ22の下端部を図2(b)に示
すように少なくとも電槽10と蓋20との接合面よりも
蓋20側に変形させる。その後、図3に示したように電
槽10と蓋20とを相互に押しつけて冷却凝固させ、両
者を熱溶着する。本発明の構成によればガイドリブ22
が電槽10と蓋20との接合面23よりも蓋20側とな
る。このような構成によれば、図6で示した従来構成で
割れの起点となっていたエッジ8が構成されることがな
い。よって、従来発生していた電槽と蓋との溶着部の割
れを防止し気密維持性を向上させることができる。
【0014】ここで特に電槽10の長側面の面積が14
00cm2以上で、かつ電槽肉厚が5mm以下である場
合に前記した本発明の構成に適用することが特に好まし
い。このような構成を有する密閉形鉛蓄電池は電槽側面
の面積が大きく、電槽肉厚が比較的薄いために、電池内
の内圧変化による電槽変形量が大きくなるため、本発明
による利点が特に顕著に現れるからである。
【0015】
【実施例】以下に本発明による効果を示すための実施例
について説明する。
【0016】ペースト式正負極板とガラス繊維を主成分
とするセパレータを用いて、2V500Ahと2V12
00Ahの密閉形鉛蓄電池を作製した。電槽および蓋の
材質はいずれもポリプロピレン製で、両者を熱溶着によ
り接合する。蓋には溶着時に電槽と蓋のずれを防止する
ためのガイドリブを設ける。すなわち、このガイドリブ
は蓋と電槽との嵌合位置決めの機能をする突出部の一つ
の形態である。そして2V500Ah電池の電槽の長側
面は高さが35cm、幅が23cmで面積が805cm
2であり、2V1200Ah電池の電槽の長側面は高さ
が50cm、幅が28cmで面積が1400cm2であ
る。また肉厚は双方ともに5mmのものを用いた。試作
は図4,図5および図6に示したようにガイドリブ3を
残したまま、ガイドリブ3が電槽1の内壁に溶着された
状態で電槽1と蓋2とを熱溶着した従来例の電池A1
(2V500Ah電池)および従来例の電池A2(2V
1200Ah電池)と、前記した発明の実施の形態で示
したように熱板30で蓋溶着部21とガイドリブ22を
同時に溶融させ、ガイドリブ22を熱変形させてガイド
リブ22の下端部が図3に示すように電槽10と蓋20
との接合面23よりも蓋20側に位置させて、電槽10
と蓋20とを熱溶着した本発明例による電池B1(2V
500Ah電池)と特に好ましい本発明例による電池B
2(2V1200Ah電池)の4種類の電池を作製し
た。
【0017】これらの電池(A1,A2,B1およびB
2)を各5個作製し、充放電の繰り返しを200回行っ
た。1回の充放電は、0.1CAの電流で放電を5時
間、充電を7時間とした。試験終了後それぞれの電池を
解体し、熱溶着部の割れの状況を目視で調査した。調査
結果を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】2V500Ah電池は従来例の電池A1の
2個に熱溶着部に亀裂の発生が見られた。一方、本発明
例の電池B1には熱溶着部の異常は見られなかった。2
V1200Ah電池のうち、従来例のA2電池は10個
の全てが、電槽蓋熱溶着部でガイドリブを起点にした亀
裂が生じていた。これは充放電時の電槽内圧変化により
ガイドリブのエッジの部分に集中した応力による亀裂が
発生した。ここで2V500Ahの従来例の電池A1は
電槽の面積が小さいため同じ内圧変化に対しても、変形
量が小さくガイドリブに発生する応力も少ないため2V
1200Ahの従来例の電池A2に比較して亀裂の発生
頻度は低いものと考えられる。一方、2V1200Ah
の本発明例の電池B2には従来例の電池A2にすべて見
られた電槽蓋溶着部の亀裂は発生しなかった。
【0020】このように本発明によれば従来、電槽と蓋
との熱溶着部で発生していたガイドリブを起点とする亀
裂の発生を抑制することができる。本発明の構成は特に
電槽の長側面の面積が1400cm2を超える大容量の
電池に適用することが特に好ましい。このような電槽の
長側面の面積が大きい場合にはガイドリブ部分に亀裂を
発生する可能性が高くなるからである。
【0021】また、電槽厚みに関して本実施例において
は5mmの例を示した。電槽厚みが5mmを超えて7m
mの場合および5mm未満である3mmの場合について
も同様な実験を行った。その結果を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】表2で示した結果から電槽厚みが7.0m
mになると亀裂の発生確率は緩和されることがわかる。
一方、電槽厚みが3.0mmと薄くなると亀裂の発生確
率は増加することがわかる。これらの結果と表1に示し
た電槽厚み5.0mmでの結果を併せると電槽厚みが特
に5.0mm以下にした構成において、本発明の効果を
特に顕著に得ることができることがわかった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば比
較的大容量の密閉形鉛蓄電池において電槽と蓋との熱溶
着部で従来発生していた亀裂を防止することができ、気
密性と液密性に優れて信頼性の高い密閉形鉛蓄電池を得
ることができることから、工業上、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による密閉形鉛蓄電池の蓋と電
槽との仮嵌合を説明する説明図
【図2】同密閉形鉛蓄電池の製造過程を示す説明図
【図3】同密閉形鉛蓄電池の製造法による電槽と蓋との
溶着部を示す説明図
【図4】従来例による密閉形鉛蓄電池の蓋と電槽との仮
嵌合を説明する説明図
【図5】同密閉形鉛蓄電池の製造過程を示す説明図
【図6】同密閉形鉛蓄電池の製造過程と電槽と蓋との溶
着部を示す説明図
【符号の説明】
1,10 電槽 2,20 蓋 3,22 ガイドリブ(突出部) 4,11 電槽溶着部 5,21 蓋溶着部 6,30 熱板 7 内壁 8 エッジ 23 接合面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電槽と蓋とを熱溶着により接合する密閉
    形鉛蓄電池の製造法であって、前記電槽と前記蓋とを前
    記蓋の内側に設けた嵌合位置決めの機能をする突出部に
    沿って仮嵌合し、前記蓋と前記電槽との相対水平位置を
    保持しつつ前記蓋と前記電槽とを上下方向に分離し、前
    記蓋と前記電槽とが接合する面を熱板により加熱した後
    前記熱板を移動し、前記蓋と前記電槽とを加熱された接
    合面を密着させて熱溶着するとともに、前記突出部を前
    記蓋と前記電槽との接合面よりも上方に熱変形させるこ
    とを特徴とする密閉形鉛蓄電池の製造法。
  2. 【請求項2】 電槽の長側面の面積が1400cm2
    上であることを特徴とする請求項1に記載の密閉形鉛蓄
    電池の製造法。
  3. 【請求項3】 電槽の厚みが5mm以下であることを特
    徴とする請求項2に記載の密閉形鉛蓄電池の製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006331795A (ja) * 2005-05-25 2006-12-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 蓄電池用電槽の溶着装置
JP2016189290A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 株式会社Gsユアサ 鉛蓄電池及び鉛蓄電池の蓋部材の製造方法

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