JP2004146178A - 鉛蓄電池の端子溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】鉛蓄電池の端子溶接部において、極柱の溶融部の深さ寸法（Ｔ）を確保しながら、ブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２、・・・）のばらつきを低減することによって信頼性に優れた鉛蓄電池端子部を得るための溶接方法を提供する。
【解決手段】電池内部の極板群２３に接合した極柱２４を電池の蓋２１にインサート成型した鉛ブッシング２２の貫通孔に貫通させ、これら極柱２４とブッシング２２とを溶接する鉛蓄電池の端子溶接方法であって、溶接炎を放出するバーナー先端部をブッシング２２の貫通孔内周内に設定される円周に沿って回転させながら溶接する。
【選択図】 図２
【解決手段】電池内部の極板群２３に接合した極柱２４を電池の蓋２１にインサート成型した鉛ブッシング２２の貫通孔に貫通させ、これら極柱２４とブッシング２２とを溶接する鉛蓄電池の端子溶接方法であって、溶接炎を放出するバーナー先端部をブッシング２２の貫通孔内周内に設定される円周に沿って回転させながら溶接する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池の端子を溶接する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池、特に自動車用鉛蓄電池の端子は、図１に示したように、一般に極板群１に接続された極柱２の頭部を電池の蓋３にインサート成型した鉛ブッシング４の貫通孔５に貫通させ、この鉛ブッシング４を金型６で包囲しバーナー７の先端から放出するバーナー炎８によって極柱２と鉛ブッシング４とを溶接して溶融部９を形成して、所定の端子形状とすることが一般的に行われている。このような端子溶接部は電池内部とつながる唯一の電気伝導部分であり、時には何百アンペアにもといった大電流が流れる。したがって、溶融部９の深さ寸法（Ｔ）が浅かったり、溶接深さ（ｔ１、ｔ２）が不均一であったりした場合、大電流放電時に発熱し、端子自体が変形したり、鉛ブッシング４と蓋２との液密性を低下させるという問題がある。
【０００３】
さらに、所望とする溶融部９の深さ寸法（Ｔ）を得るために、バーナー炎８の火力をある程度以上に確保する必要がある。バーナー炎８の火力を強くした場合、溶融した鉛合金が飛散し、端子部にバリが発生して所定形状が得られなかったり、飛散した溶融鉛合金が蓋３に付着して、蓋３の外観を損なうといった問題もあった。
【０００４】
このような溶融鉛の飛散を抑制するために、例えば特許文献１には端子溶接工程を溶融部９の深さ寸法（Ｔ）を得るための溶接と、端子形状を整えるための溶接の２段階で行うことが示されている。このような方法によれば、溶融鉛の飛散を抑制し、かつ極柱での溶融部９の深さ寸法を確保することができる。
【０００５】
しかしながら、このような方法によっても、極柱とブッシングにおける溶接深さ（ｔ１、ｔ２）のばらつきを抑制することは困難であった。この溶接深さ（ｔ１、ｔ２）がばらついた場合、溶接後の冷却過程において、凝固するまでの時間に差異が生じるために、溶融部にクラックが生じることがある。さらに、極柱の溶融深さ寸法Ｔが極柱とブッシングにおける溶接深さ（ｔ１、ｔ２）によりも小である場合には、端子をハーネスに固定する時に発生する締付けトルクやその後の振動によって、極柱とブッシング溶接部にクラックが生じることがあった。
【０００６】
端子部にこのようなクラックが生じている場合、クラックが成長して液密性が維持できなかったり、大電流放電によって、端子部が異常発熱するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−８２１１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記したような鉛蓄電池の端子溶接部において、極柱の溶融部の深さ寸法（Ｔ）を確保しながら、ブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２、・・・）のばらつきを低減することによって信頼性に優れた鉛蓄電池端子部を得るための溶接方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本願発明の請求項１に係る発明は、電池内部の極板群に接合した極柱を電池の蓋にインサート成型した鉛ブッシングの貫通孔に貫通させ、これら極柱とブッシングとを溶接する鉛蓄電池の端子溶接方法において、溶接炎を放出するバーナー先端部をブッシングの貫通孔内周内に設定される円周に沿って回転させながら溶接することを特徴とする鉛蓄電池の端子溶接方法を示すものである。
【００１０】
また、本願発明の請求項２に係る発明は、請求項１の鉛蓄電池の端子溶接方法において、バーナー先端部をブッシングから離間するよう上昇させ溶接することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１もしくは２の鉛蓄電池端子の溶接方法において、バーナー先端部をブッシングの貫通孔内周内に設定される円周に沿って複数備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による鉛蓄電池の端子溶接方法を図面を用いて説明する。
【００１３】
本発明による鉛蓄電池の端子溶接では図２に示したように、電池（図示せず）の蓋２１にインサート成型された鉛ブッシング２２の貫通孔２３に電池内部の極板群２３に一体に設けられた極柱２４を挿入し、バーナー２５の先端から放出されるバーナー炎２６によって、極柱２４と鉛ブッシング２２とを溶接する。溶接時は蓋２１に過大な熱量が加わらないよう、冷却用金型２７を鉛ブッシング２２に当接することが一般的である。
【００１４】
本発明の端子溶接方法ではバーナー２５を極柱２４の中心軸Ａを回転軸として回転させるものである。このとき、バーナー２５の中心軸Ｂを中心軸Ａからｄ寸法分偏心させることによって、バーナー火炎２６先端部が円軌道を描くよう、動作させる。このバーナー火炎２６先端部の円軌道は少なくと鉛ブッシング２２の貫通孔２２ａの内周２２ｂ内に設定する。好ましくはこの内周２２ｂと極柱外周２４ａの間に設定することが好ましい。このようにバーナー２５を回転させながら溶接することにより、溶融鉛の飛散を抑制してバリ等のない美しい仕上がりと、図３に示したような均一なブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２、・・・）と十分な極柱の溶融深さＴを有した溶融部２８を得ることができる。
【００１５】
また、さらに好ましくは、図４に示したように、バーナー２５を複数（図４の例では２個）設け、それぞれのバーナー炎の先端を円周２２ｂ内に設定された円軌道上に設けることにより、溶接深さばらつきをより低減するとともに、バーナー一個あたりの熱量を低減できるので、溶融鉛の飛散をより抑制することができる。
【００１６】
このような本発明の構成によれば溶接深さの確保と溶接深さばらつきの低減が可能となる。したがって、従来、溶接深さをばらつきを考慮して確保するために、バーナー炎を強めに溶接を行ったが、ばらつきを低減した結果、バーナー炎をより弱く設定することが可能となる。その結果、溶接時における溶融鉛の飛散を抑制するとともに、仕上がり後の端子にバリ等の形状不良を防止することができる。
【００１７】
また、さらに好ましくは、溶接終了直前にバーナー２５を回転させながらブッシングから離間するよう上昇させることにより（例えば図２における方向Ｃ）、端子部の仕上がりをより良好とすることができる。
【００１８】
【実施例】
図１に示した従来例による端子溶接（従来例Ａ）と図２（図３）および図４に示した本発明例による端子溶接と比較例による端子溶接を行った後、端子を切断し、溶接深さの測定を行った。なお、図２（図３）の本発明例のバーナーが描く円軌道を貫通孔２２ａの内周２２ｂの１．０ｍｍ外とした比較例Ｂ、バーナー円軌道を内周２２ｂと一致させた本発明例Ｃ、バーナー円軌道を内周２２ｂの０．２ｍｍ内側とすることによってバーナー円軌道を内周２２ｂと極柱外周２４ａの中間とした本発明例Ｄ、およびバーナー円軌道を極柱外周２４ｂ内とした本発明例Ｅの鉛蓄電池端子を作成し、それぞれの端子におけるブッシング左右の溶接深さ（ｔ１、ｔ２）とそのばらつき（標準偏差）および極柱の溶融部９、２８の深さ寸法（Ｔ）を測定した。その結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
表１に示した結果から、本発明によれば、極柱の溶融部深さ寸法Ｔを確保しながら、ブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２）のばらつきを抑制できることがわかる。特に本発明例では極柱の溶融部深さ寸法Ｔをブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２）よりも大とすることができ、信頼性に優れた端子部を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、本発明の鉛蓄電池の端子溶接方法によれば、極柱の溶融部の深さ寸法（Ｔ）を確保しながら、ブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２、・・・）のばらつきを低減することによって信頼性に優れた鉛蓄電池端子部を得ることができる。また、溶接状態が均一になることから火力も必要以上に強くする必要がないため、溶融鉛の飛散やバリも発生しないため手直しの必要もなく美しい仕上がりが得られる。また溶接ガス量も少なくて済むため経済的にも品質的にも優れた端子溶接方法を与えるものであり工業上価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【図２】本発明例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【図３】本発明例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【図４】他の本発明例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【符号の説明】
１ 極板群
２ 極柱
３ 蓋
４ 鉛ブッシング
５ 貫通孔
６ 金型
７ バーナー
８ バーナー炎
９ 溶融部
２１ 蓋
２２ 鉛ブッシング
２２ａ 貫通孔
２２ｂ 内周
２３ 極板群
２４ 極柱
２４ａ 極柱外周
２５ バーナー
２６ バーナー炎
２７ 冷却用金型
２８ 溶融部
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池の端子を溶接する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池、特に自動車用鉛蓄電池の端子は、図１に示したように、一般に極板群１に接続された極柱２の頭部を電池の蓋３にインサート成型した鉛ブッシング４の貫通孔５に貫通させ、この鉛ブッシング４を金型６で包囲しバーナー７の先端から放出するバーナー炎８によって極柱２と鉛ブッシング４とを溶接して溶融部９を形成して、所定の端子形状とすることが一般的に行われている。このような端子溶接部は電池内部とつながる唯一の電気伝導部分であり、時には何百アンペアにもといった大電流が流れる。したがって、溶融部９の深さ寸法（Ｔ）が浅かったり、溶接深さ（ｔ１、ｔ２）が不均一であったりした場合、大電流放電時に発熱し、端子自体が変形したり、鉛ブッシング４と蓋２との液密性を低下させるという問題がある。
【０００３】
さらに、所望とする溶融部９の深さ寸法（Ｔ）を得るために、バーナー炎８の火力をある程度以上に確保する必要がある。バーナー炎８の火力を強くした場合、溶融した鉛合金が飛散し、端子部にバリが発生して所定形状が得られなかったり、飛散した溶融鉛合金が蓋３に付着して、蓋３の外観を損なうといった問題もあった。
【０００４】
このような溶融鉛の飛散を抑制するために、例えば特許文献１には端子溶接工程を溶融部９の深さ寸法（Ｔ）を得るための溶接と、端子形状を整えるための溶接の２段階で行うことが示されている。このような方法によれば、溶融鉛の飛散を抑制し、かつ極柱での溶融部９の深さ寸法を確保することができる。
【０００５】
しかしながら、このような方法によっても、極柱とブッシングにおける溶接深さ（ｔ１、ｔ２）のばらつきを抑制することは困難であった。この溶接深さ（ｔ１、ｔ２）がばらついた場合、溶接後の冷却過程において、凝固するまでの時間に差異が生じるために、溶融部にクラックが生じることがある。さらに、極柱の溶融深さ寸法Ｔが極柱とブッシングにおける溶接深さ（ｔ１、ｔ２）によりも小である場合には、端子をハーネスに固定する時に発生する締付けトルクやその後の振動によって、極柱とブッシング溶接部にクラックが生じることがあった。
【０００６】
端子部にこのようなクラックが生じている場合、クラックが成長して液密性が維持できなかったり、大電流放電によって、端子部が異常発熱するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−８２１１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記したような鉛蓄電池の端子溶接部において、極柱の溶融部の深さ寸法（Ｔ）を確保しながら、ブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２、・・・）のばらつきを低減することによって信頼性に優れた鉛蓄電池端子部を得るための溶接方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本願発明の請求項１に係る発明は、電池内部の極板群に接合した極柱を電池の蓋にインサート成型した鉛ブッシングの貫通孔に貫通させ、これら極柱とブッシングとを溶接する鉛蓄電池の端子溶接方法において、溶接炎を放出するバーナー先端部をブッシングの貫通孔内周内に設定される円周に沿って回転させながら溶接することを特徴とする鉛蓄電池の端子溶接方法を示すものである。
【００１０】
また、本願発明の請求項２に係る発明は、請求項１の鉛蓄電池の端子溶接方法において、バーナー先端部をブッシングから離間するよう上昇させ溶接することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１もしくは２の鉛蓄電池端子の溶接方法において、バーナー先端部をブッシングの貫通孔内周内に設定される円周に沿って複数備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による鉛蓄電池の端子溶接方法を図面を用いて説明する。
【００１３】
本発明による鉛蓄電池の端子溶接では図２に示したように、電池（図示せず）の蓋２１にインサート成型された鉛ブッシング２２の貫通孔２３に電池内部の極板群２３に一体に設けられた極柱２４を挿入し、バーナー２５の先端から放出されるバーナー炎２６によって、極柱２４と鉛ブッシング２２とを溶接する。溶接時は蓋２１に過大な熱量が加わらないよう、冷却用金型２７を鉛ブッシング２２に当接することが一般的である。
【００１４】
本発明の端子溶接方法ではバーナー２５を極柱２４の中心軸Ａを回転軸として回転させるものである。このとき、バーナー２５の中心軸Ｂを中心軸Ａからｄ寸法分偏心させることによって、バーナー火炎２６先端部が円軌道を描くよう、動作させる。このバーナー火炎２６先端部の円軌道は少なくと鉛ブッシング２２の貫通孔２２ａの内周２２ｂ内に設定する。好ましくはこの内周２２ｂと極柱外周２４ａの間に設定することが好ましい。このようにバーナー２５を回転させながら溶接することにより、溶融鉛の飛散を抑制してバリ等のない美しい仕上がりと、図３に示したような均一なブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２、・・・）と十分な極柱の溶融深さＴを有した溶融部２８を得ることができる。
【００１５】
また、さらに好ましくは、図４に示したように、バーナー２５を複数（図４の例では２個）設け、それぞれのバーナー炎の先端を円周２２ｂ内に設定された円軌道上に設けることにより、溶接深さばらつきをより低減するとともに、バーナー一個あたりの熱量を低減できるので、溶融鉛の飛散をより抑制することができる。
【００１６】
このような本発明の構成によれば溶接深さの確保と溶接深さばらつきの低減が可能となる。したがって、従来、溶接深さをばらつきを考慮して確保するために、バーナー炎を強めに溶接を行ったが、ばらつきを低減した結果、バーナー炎をより弱く設定することが可能となる。その結果、溶接時における溶融鉛の飛散を抑制するとともに、仕上がり後の端子にバリ等の形状不良を防止することができる。
【００１７】
また、さらに好ましくは、溶接終了直前にバーナー２５を回転させながらブッシングから離間するよう上昇させることにより（例えば図２における方向Ｃ）、端子部の仕上がりをより良好とすることができる。
【００１８】
【実施例】
図１に示した従来例による端子溶接（従来例Ａ）と図２（図３）および図４に示した本発明例による端子溶接と比較例による端子溶接を行った後、端子を切断し、溶接深さの測定を行った。なお、図２（図３）の本発明例のバーナーが描く円軌道を貫通孔２２ａの内周２２ｂの１．０ｍｍ外とした比較例Ｂ、バーナー円軌道を内周２２ｂと一致させた本発明例Ｃ、バーナー円軌道を内周２２ｂの０．２ｍｍ内側とすることによってバーナー円軌道を内周２２ｂと極柱外周２４ａの中間とした本発明例Ｄ、およびバーナー円軌道を極柱外周２４ｂ内とした本発明例Ｅの鉛蓄電池端子を作成し、それぞれの端子におけるブッシング左右の溶接深さ（ｔ１、ｔ２）とそのばらつき（標準偏差）および極柱の溶融部９、２８の深さ寸法（Ｔ）を測定した。その結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
表１に示した結果から、本発明によれば、極柱の溶融部深さ寸法Ｔを確保しながら、ブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２）のばらつきを抑制できることがわかる。特に本発明例では極柱の溶融部深さ寸法Ｔをブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２）よりも大とすることができ、信頼性に優れた端子部を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、本発明の鉛蓄電池の端子溶接方法によれば、極柱の溶融部の深さ寸法（Ｔ）を確保しながら、ブッシングと極柱との接合部分における溶接深さ（ｔ１、ｔ２、・・・）のばらつきを低減することによって信頼性に優れた鉛蓄電池端子部を得ることができる。また、溶接状態が均一になることから火力も必要以上に強くする必要がないため、溶融鉛の飛散やバリも発生しないため手直しの必要もなく美しい仕上がりが得られる。また溶接ガス量も少なくて済むため経済的にも品質的にも優れた端子溶接方法を与えるものであり工業上価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【図２】本発明例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【図３】本発明例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【図４】他の本発明例による鉛蓄電池端子の溶接方法を示す図
【符号の説明】
１ 極板群
２ 極柱
３ 蓋
４ 鉛ブッシング
５ 貫通孔
６ 金型
７ バーナー
８ バーナー炎
９ 溶融部
２１ 蓋
２２ 鉛ブッシング
２２ａ 貫通孔
２２ｂ 内周
２３ 極板群
２４ 極柱
２４ａ 極柱外周
２５ バーナー
２６ バーナー炎
２７ 冷却用金型
２８ 溶融部
Claims (3)
- 電池内部の極板群に接合した極柱を電池の蓋にインサート成型した鉛ブッシングの貫通孔に貫通させ、前記極柱と前記ブッシングとを溶接する鉛蓄電池の端子溶接方法であって、溶接炎を放出するバーナー先端部を前記ブッシングの貫通孔内周内に設定される円周に沿って回転させながら溶接することを特徴とする鉛蓄電池の端子溶接方法。
- 前記バーナー先端部を前記ブッシングから離間するよう上昇させ溶接することを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池の端子溶接方法。
- 前記バーナー先端部を前記円周に沿って複数備えたことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の鉛蓄電池の端子溶接方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002309344A JP4547854B2 (ja) | 2002-10-24 | 2002-10-24 | 鉛蓄電池の端子溶接方法 |
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| JP2004146178A true JP2004146178A (ja) | 2004-05-20 |
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| JP2002309344A Expired - Fee Related JP4547854B2 (ja) | 2002-10-24 | 2002-10-24 | 鉛蓄電池の端子溶接方法 |
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2002
- 2002-10-24 JP JP2002309344A patent/JP4547854B2/ja not_active Expired - Fee Related
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