JP2005078856A - 鉛蓄電池の端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉛蓄電池端子が蓋を貫通する部分の密封性の向上のため、蓋に埋め込まれた鉛、または鉛合金のブッシングに端子を挿嵌して両者を互いに溶接した後、ブッシングを覆うように充填接着剤を適用する方式が種々提案されているが、完全とは言い難かった。
【解決手段】電槽蓋１の極柱貫通部に凹孔２が形成され、該凹孔内に備えられた中空のブッシング３がその下部周縁で蓋と密接に結合され、該ブッシングを貫通する極柱４が該ブッシングの上端付近で相互に溶着されて端子を形成し、該端子５上端部を残して充填接着剤７が凹孔内面とブッシングとの間隙を満たすごとくブッシング外面と端子の一部を覆うことを特徴とする。ブッシングと蓋との結合は螺着、または強挿圧着が望ましく、凹孔内面はコロナ放電等による表面改質が望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉛蓄電池の端子構造に関する。

従来の鉛蓄電池において、端子が蓋を貫通する部分を気密、液密に保って機械的に固定する構造には各種の提案、実用例があるが、最も一般的なものには蓋に埋め込まれた鉛、または鉛合金のブッシングに端子を挿嵌して両者を互いに溶接した後、ブッシングを覆うように封孔接着剤を適用するものがある（例えば特許文献１参照）。

また、ブッシングがインサート成型されていない蓋に極柱を挿入し、ブッシングを極柱と溶接し、蓋とブッシングの間を接着剤で満たしているものもある（例えば特許文献２参照）。
実開昭６１−１３５４６６号公報（第４図） 実開昭５８−１０１４６０号公報（第２図）

鉛蓄電池の端子部分からの漏液は、端子に接続する導線の腐食や電気的絶縁低下による接地や漏電による事故の危険性等があり、その防止のための各種の対策が施されている。特に近年広く使用されるようになった制御弁式の鉛蓄電池においては、此の部分の気密性が損なわれると、収容されている正、負極の充電状態のバランスが崩れて電池容量が低下し、使用不能になることもあるので、此の部分の密封性は非常に重要である。例えば、図５に一例を示したように、電槽蓋１の凹孔２にインサート成型されたブッシング３と極柱４とを溶接してなる溶接部６に充填接着剤７を適用する方式が種々あるが、凹孔２にブッシング３をインサート成型しただけであるため、電解液がブッシング３と凹孔２との界面に沿って這い上がり、それが端子部分から漏出することがあり、完全とは言えなかった。

本発明はこのような従来の問題点を解決しようとするものであり、長期にわたり安定な鉛蓄電池の端子構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、電槽蓋の極柱貫通部に凹孔が形成され、該凹孔内に備えられた中空のブッシングがその下部周縁で蓋と密接に結合され、該ブッシングを貫通する極柱が該ブッシングの上端付近で相互に溶着されて端子を形成し、該端子上端部を残して充填接着剤が凹孔内面とブッシングとの間隙を満たすごとくブッシング外面と端子の一部を覆うことを特徴とする鉛蓄電池の端子構造である。

請求項２の発明は、中空のブッシングと蓋との密接な結合が螺着である、請求項１記載の鉛蓄電池の端子構造である。

請求項３の発明は、中空のブッシングと蓋との密接な結合が強挿圧着である、請求項１記載の鉛蓄電池の端子構造である。

請求項４の発明は、凹孔の内側表面が表面改質されている、請求項１から３までのいずれかに記載の鉛蓄電池の端子構造である。

請求項５の発明は、表面改質がコロナ放電によるものである、請求項４記載の鉛蓄電池の端子構造である。

請求項１によれば、気密、液密の不具合による故障のない端子構造が得られるので、制御弁式鉛蓄電池に最適である。

請求項２によれば、請求項１の効果に加え、機械的に強固で、衝撃にも強い端子構造が得られるので、特に振動、衝撃を受けることの多い移動用の制御弁式鉛蓄電池に最適である。

請求項３によれば、請求項１の効果に加え、電槽蓋の製造が簡単になり端子構造の構成も容易になるので、電池製造の工数が下がり、コスト低減ができる。

請求項４によれば、請求項１から３までのいずれかの効果に加え、端子部の耐久性が更に強化されるので、信頼性の要求される据置き用の制御弁式鉛蓄電池に最適である。

請求項５によれば、蓋と接着剤の親和力が更に強力になるので、請求項４の効果が向上し、長寿命型の各種鉛蓄電池に適用して効果が大きい。

以下、本発明の実施の形態としての実施例を図面により説明する。同一機能の部分は同一符号で示す。

図１は本発明の端子構造の一実施の、図２は同じく他の実施の、いずれも縦断面図である。図において１は合成樹脂よりなる電槽蓋、２は該電槽蓋１の極柱貫通部に形成された凹孔、３は鉛または鉛合金よりなる中空のブッシング、４は蓄電池の極群より立ち上がった極柱、５は端子、６は極柱４がブッシング３の上端において溶接された溶接部、７は充填接着剤、８はブッシング３と凹孔２との結合部である。なお、５１は端子に設けられた電気接続用のボルト孔である。

図１において、ブッシング３の底辺外周には雄ネジ３１が、蓋１の凹孔２の底部内周には前記ネジ３１と螺合する雌ネジ２１が設けられている。本端子構造を組み立てるには、蓋１の凹孔２にあらかじめブッシング３を螺着しておき、図示していない電槽に納めた極群の極柱４をブッシング３に嵌挿しながら蓋１を電槽に定法により接着する。ついで、ガストーチ、アーク、電熱等を用いてブッシング３の上部と傍らの極柱４を局部的に加熱して溶接部６を形成する。端子周辺の温度が下がった後、エポキシ系等の充填接着剤７を凹孔２に満たしてブッシング３を埋め溶接部６を覆い、所定の温度と時間をかけ、接着剤を完全硬化せしめる。なお、図１において、ブッシング下部の外表面が充分に平滑であれば、結合部８はネジ２１、３１を設ける代わりに僅かなテーパを設ければ、凹孔２を構成する材料の弾性を利用して強挿圧着により緊密に接触せしめて充分な結合を得ることができる。

図２に、蓋１の凹孔２とブッシング３との結合部８’が相互の強挿圧着による例を示す。すなわち、ポリプロピレン系の柔軟な材質の蓋１の場合には、凹孔２の下端付近にアンダーカットまたは低い突起を設けておき、ブッシング３を強挿することで凹孔２の下端付近を変形させれば、前記アンダーカットまたは低い突起でブッシング３を拘持するように、凹孔２の下端付近の内径よりブッシング３の下端付近の外径を僅かに大きくしておくのがよい。この場合、ブッシング３を強挿する圧力は凹孔２の形状や蓋１の材質によって任意に定めることができる。なお、凹孔２の下端付近にアンダーカットまたは低い突起を設けるだけでなく、ブッシング３の下部にアンダーカットまたは低い突起に対応する凹凸を設けてブッシング３を拘持するようにしてもよい。また、極柱４とブッシング３との溶接と端子５の形成は、ブッシング３の上に環状の鋳型を乗せ、鋳型内をバーナーで加熱しつつ溶鉛を注入する鋳掛け法で行ったものである。

電槽蓋の材質がポリプロピレン系樹脂等、接着性の不充分な材質の場合には、接着剤を適用する前、またはブッシングを螺着する前に、凹孔内部の樹脂表面をガスバーナーの火炎に短時間さらす等の表面改質を施すのが好ましい。

図３には、コロナ放電により凹孔２の内面２２と雌ネジ２１を処理する状況を示す。円盤状の電極９は中心に軸９１をもつ。接地した対極１０を凹孔２の外面に沿わせて当て、凹孔２内に挿入した電極９と対極１０との間に高電圧を掛けて電極９の円盤の周縁からコロナを発生させて凹孔２内面を改質する。軸９１を上下に移動させ、必要に応じて軸９１を回転させれば矢印のように電極９によって凹孔２の内面２２と雌ネジ２１の下部から上部まで表面改質することができる。条件の一例を示すと：
印加電圧 ：１４〜１６ｋＶ
放電出力 ：９０〜１９０Ｗ
電極移動速度：約２０ｍｍ／秒
上下移動回数：６回
である。この条件は凹孔、すなわち電池の大きさや形状により変えることができる。尚、電極の形状は一例であり、ブラシ状やその他の形状のものを使用することもできる。この方法によれば、火炎による改質の場合に起こる可能性のある部分的な高温による変形や、火炎の片寄りによる改質の不均一のための接着不良を避けることができる。

凹孔２の内面と接着剤との固着の強度を更に増すためには、凹孔２内面に凹凸を設けるなど複雑な形状にして、接着面積を増やすのも有効である。図４は雌ネジ２１と同一ピッチの螺旋状凹凸２３を雌ネジ２１に続けて設けた例を示す。コロナ放電処理により、細かいネジの山が変形することなく、また、谷の奥まで充分に表面改質を行うことができる。蓋成型時の中型の抜去法を考慮すれば、凹孔内面全体に凹凸を設けることも可能である。図２の凹孔２とブッシング下部の構造であれば、縦に走る凹凸を凹孔２の内面全体に設けることができる。

本発明においては、ブッシングが予め凹孔、すなわち、電挿蓋に確実に固定されているので、電池組み立ての際に、蓋の電槽への装着、端子成型の際の溶接などの作業の自動化が容易となる。また、蓋装着の後に、極柱にブッシングを加圧等により固定する必要はない。凹孔の極柱が貫通する部分の内径は、いろいろの理由から極柱の外径より大きくとってあるので、ブッシングが蓋に固定されてあれば、極群と端子の位置を正しく保つことができる。

本発明の一実施例の縦断面図。 本発明の他の実施例の縦断面図。 本発明の更に他の実施例の処理途中の縦断面図。 本発明の更に他の実施例の部分縦断面図。 従来の端子構造の一例の縦断面図。

符号の説明

１ 電槽蓋
２ 凹孔
３ ブッシング
４ 極柱
６ 溶接部
７ 充填接着剤
８、８’ 結合部
９ 円盤電極
１０ 対極
２１ 雌ネジ
２２ 凹孔内面
２３ 螺線状凹凸
３１ 雄ネジ

Claims (5)

1. 電槽蓋の極柱貫通部に凹孔が形成され、該凹孔内に備えられた中空のブッシングがその下部周縁で蓋と密接に結合され、該ブッシングを貫通する極柱が該ブッシングの上端付近で相互に溶着されて端子を形成し、該端子上端部を残して充填接着剤が凹孔内面とブッシングとの間隙を満たすごとくブッシング外面と端子の一部を覆うことを特徴とする鉛蓄電池の端子構造。
2. 中空のブッシングと蓋との密接な結合が螺着である、請求項１記載の鉛蓄電池の端子構造。
3. 中空のブッシングと蓋との密接な結合が強挿圧着である、請求項１記載の鉛蓄電池の端子構造。
4. 凹孔の内側表面が表面改質されている、請求項１から３までのいずれかに記載の鉛蓄電池の端子構造。
5. 表面改質がコロナ放電によるものである、請求項４記載の鉛蓄電池の端子構造。

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