JP2006196341A - Control valve type lead acid battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御弁式鉛蓄電池の構造に関するものである。 The present invention relates to the structure of a control valve type lead storage battery.
制御弁式鉛蓄電池は、電動車用、電源バックアップ用等の様々な用途に用いられている。中でも、原動機付自転車や自動二輪車用に用いられる鉛蓄電池は、液漏れがない、保守作業が軽減される等の理由により、従来の液式開放型の電池に代わって、制御弁式鉛蓄電池が広く用いられるようになってきている。 Control valve type lead-acid batteries are used for various applications such as for electric vehicles and for power backup. Above all, lead-acid batteries used for motorbikes and motorcycles have a control valve-type lead-acid battery instead of the conventional liquid-type open-cell battery because there is no liquid leakage and maintenance work is reduced. Widely used.
このような、自動二輪車用の制御弁式鉛蓄電池は、その流通過程の自己放電を抑えるために、電解液が未注液の状態で製品として出荷され、電池の使用開始時に、同梱された希硫酸電解液を電池内に注液するという形態が、ごく一般的に用いられている。 Such a control valve type lead-acid battery for motorcycles was shipped as a product with the electrolyte not yet poured in order to suppress self-discharge during the distribution process, and was packaged at the start of battery use. A form of injecting a dilute sulfuric acid electrolyte into the battery is very commonly used.
このような、制御弁式鉛蓄電池の構造としては、例えば、特許文献1に示されているような、注液孔と排気孔を個別に設ける構造が知られている。この構造は図1に示したように、セル12を収納するセル室11を有した電槽10を覆う電池蓋13に、注液孔14と排気孔15とを個別に設け、電池の使用直前に注液孔14から電解液を注液するとともに、注液後は栓体16にて密封する。そして、排気孔15に設けた排気筒17にキャップ状の弁体18を装着するものである。さらにキャップ状の弁体18の排気筒17からの脱落を防止するために、弁体18の天面に対向する上蓋19を電池蓋13に接合した構成を有している。
As a structure of such a control valve type lead-acid battery, for example, a structure in which a liquid injection hole and an exhaust hole are individually provided as shown in Patent Document 1 is known. In this structure, as shown in FIG. 1, a
キャップ状の弁体18には大気中の酸素ガスがセル室11内に侵入するのを防止するとともに、電池の充電操作等に基づくセル12からの発生ガスにより、セル室11内の内圧が上昇した時にはセル室11内部のガスを大気中に開放し、ガスを大気に放出する制御弁としての機能を有している。
The cap-
一方、製品出荷時に、注液された状態で出荷される制御弁式鉛蓄電池では、注液孔と排気孔とを個別に設けず、排気孔15が注液孔を兼ねたものがごく一般的である。この場合、専用の注液設備を用い、セル室11内を減圧状態にして、専用の注液ノズルを注液孔に挿入し、注液を行う。そして、注液終了後に、排気筒17に弁体18を装着し、上蓋12を電池蓋13に超音波溶着等により接合する。
On the other hand, in a control valve type lead storage battery that is shipped in a state of being injected at the time of product shipment, it is very common that the injection hole and the exhaust hole are not provided separately, but the
自動二輪車用電池のような、購入者である一般消費者が注液作業を行う形態の制御弁式鉛蓄電池においては、注液作業後、排気筒に弁体を装着し、上蓋を電池蓋に接合するといった作業を一般消費者が行うことは事実上不可能である。また、制御弁としての信頼性を高めるため、排気孔は数mm程度の比較的小径で形成されているため、この排気孔を通しての注液作業を一般消費者が手作業で行うことも事実上不可能である。したがって、排気孔と注液孔は個別に設け、製品出荷時に制御弁部は完成状態とし、かつ購入者が容易に注液作業を行えるよう、注液孔はより大きな径で形成することが一般的である。 In a control valve type lead-acid battery, such as a battery for motorcycles, in which a general consumer who is a buyer performs a liquid injection operation, after the liquid injection operation, a valve body is attached to the exhaust tube, and the upper lid is the battery lid. It is practically impossible for general consumers to perform operations such as joining. In addition, in order to increase the reliability as a control valve, the exhaust hole is formed with a relatively small diameter of about several millimeters, so that it is also practical for a general consumer to manually inject liquid through the exhaust hole. Impossible. Therefore, the exhaust hole and the liquid injection hole are provided separately, the control valve part is in a completed state at the time of product shipment, and the liquid injection hole is generally formed with a larger diameter so that the purchaser can easily perform the liquid injection work. Is.
このような特許文献1の構成は、一般消費者が注液作業をする際の作業性に優れているものの、以下の課題を有していた。 Although the structure of such patent document 1 is excellent in workability | operativity when a general consumer performs liquid injection operation | work, it had the following subjects.
第一の課題は、排気孔と注液孔を個別に設けるため、それぞれの面積が必要となり、電池蓋天面の面積をその分、確保する必要があり、電池蓋の小形化すなわち電池の小形化が困難、という課題である。 The first problem is that the exhaust hole and the liquid injection hole are provided separately, so each area is required, and the area of the top surface of the battery cover must be secured accordingly. It is a problem that it is difficult to make.
第二の課題は、排気孔15が直接セル室11に面している為に、充電時に発生するガスとともに、電解液の飛沫が排気筒17に付着し、最悪の場合には、このガスが弁体18から放出される際にガスと一緒に電解液飛沫が電池の外へ放出される危険性があった。
The second problem is that since the
また同時に、排気筒17に付着した電解液は、制御弁の開弁圧や閉弁圧をばらつかせる要因となる。特に、電解液中の硫酸分によって、排気筒17に弁体18が固着し、開弁圧が異常上昇すると、電池内圧によって電槽が膨張変形する。また、一旦、このように排気筒17に弁体18が固着した場合、開弁動作によって、排気筒17と弁体18とが剥離しても、排気筒17と弁体18間の気密が損なわれる場合があり、閉弁動作が行われず、内部の負極板が大気中の酸素で酸化し、電池容量が急激に低下することになる。
本発明は、自動二輪車用電池のように、未注液状態で出荷され、使用直前に電解液を注液する、制御弁式鉛蓄電池において、前記したような、排気孔と注液孔とを個別に設けた際に生じる、電池蓋小形化への障害を解消する。また、注液作業時の作業性を損なうことなく、電解液飛沫の弁体や排気筒といった制御弁構造への付着を抑制し、制御弁の開弁圧および閉弁圧を安定化し、電解液の溢液を抑制することにより、信頼性に優れた制御弁式鉛蓄電池を提供することを目的とするものである。 The present invention relates to a control valve type lead-acid battery that is shipped in a non-injected state and injects an electrolyte immediately before use, such as a motorcycle battery, and has an exhaust hole and an injection hole as described above. Eliminates the obstacles to downsizing the battery lid that occur when it is provided individually. In addition, without impairing the workability during the liquid injection work, the adhesion of electrolyte droplets to the control valve structure such as the valve body and exhaust pipe is suppressed, and the valve opening pressure and valve closing pressure of the control valve are stabilized. It aims at providing the control valve type lead acid battery excellent in reliability by suppressing the overflow of this.
上記の課題を解決するために本発明の請求項1に係る発明は、複数のセル室を備えた電槽を閉塞する電池蓋を有し、前記電池蓋に複数の前記セル室に対応して複数の注液室を設け、それぞれ対応する前記注液室と前記セル室間を連通せしめる連通孔を備え、複数の前記注液室を一括して閉塞する栓体を備え、前記栓体は、複数の前記セル室に対応し、かつ、セル室の内圧に応じて開閉する複数の制御弁を備えた制御弁式鉛蓄電池を示すものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention has a battery lid for closing a battery case provided with a plurality of cell chambers, and the battery lid corresponds to the plurality of cell chambers. A plurality of liquid injection chambers are provided, each having a communication hole that allows communication between the corresponding liquid injection chamber and the cell chamber, and a plug body that collectively blocks the liquid injection chambers. A control valve type lead-acid battery corresponding to a plurality of the cell chambers and provided with a plurality of control valves opened and closed according to the internal pressure of the cell chambers is shown.
また、本発明の請求項2に係る発明は、請求項1の制御弁式鉛蓄電池において、前記栓体は、前記注液室の側壁の全周にわたって嵌合する嵌合部を備えるとともに、前記注液室に対応した排気孔と、排気孔周囲に設けた排気筒と、この排気筒に装着されたキャップ状弁体と、このキャップ状弁体の天面に対向して設けた上板とからなる制御弁を備えたことを特徴とするものである。 In addition, the invention according to claim 2 of the present invention is the control valve type lead-acid battery according to claim 1, wherein the plug body includes a fitting portion that fits over the entire circumference of the side wall of the liquid injection chamber, and An exhaust hole corresponding to the liquid injection chamber, an exhaust cylinder provided around the exhaust hole, a cap-shaped valve body mounted on the exhaust cylinder, and an upper plate provided to face the top surface of the cap-shaped valve body; It is characterized by comprising a control valve comprising
さらに、本発明の請求項3に係る発明は、請求項1の制御弁式鉛蓄電池において、前記栓体は、前記注液室の側壁の全周にわたって嵌合する嵌合部を備えるとともに、前記注液室に対応して複数設けた排気孔と、この複数の排気孔を一括して閉塞するシート状弁体と、このシート状弁体を排気孔に向かって押圧する弾性部材と、弾性部材を覆う上板からなる制御弁を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 3 of the present invention is the control valve type lead-acid battery according to claim 1, wherein the plug body includes a fitting portion that fits over the entire circumference of the side wall of the liquid injection chamber, and A plurality of exhaust holes provided corresponding to the liquid injection chamber, a sheet-like valve body that collectively closes the plurality of exhaust holes, an elastic member that presses the sheet-like valve body toward the exhaust hole, and an elastic member And a control valve comprising an upper plate for covering.
そして、本発明の請求項4に係る発明は、請求項1〜3の構成を有した制御弁式鉛蓄電池において、前記連通孔とともに、前記注液室内に前記注液室と前記セル室間を連通せしめる中空の筒体を配置したことを特徴とするものである。 And the invention which concerns on Claim 4 of this invention is the control valve type lead acid battery which has the structure of Claims 1-3, and between the said injection chamber and the said cell chamber in the said injection chamber with the said communicating hole. A hollow cylinder that can be communicated is arranged.
前記したような、請求項1〜4の構成によれば、比較的大径で形成された注液孔から容易に注液作業が可能であり、注液作業終了後は、制御弁を一体に組み込んだ栓体を注液室に装着することで、容易に、制御弁を電池に形成でき、注液室の上部に排気筒もしくは排気孔が重なりあって配置されるため、電池蓋上の占有面積をより小さくでき、電池小形化の面で極めて有利である。 According to the configuration of claims 1 to 4 as described above, the liquid injection work can be easily performed from the liquid injection hole formed with a relatively large diameter, and after the liquid injection work is completed, the control valve is integrated. The control valve can be easily formed in the battery by installing the built-in stopper in the injection chamber, and the exhaust tube or exhaust hole is placed on top of the injection chamber, so it is occupied on the battery lid. The area can be made smaller, which is extremely advantageous in terms of battery miniaturization.
また、排気筒もしく排気孔と、セル室の間に注液室が設けられた構成となるため、セル室で発生した電解液飛沫の排気筒や排気孔への付着を抑制でき、これにより、制御弁の開弁圧や閉弁圧を安定化し、また、電解液の溢液を抑制し、電池の信頼性を高めることができる。 In addition, since the liquid injection chamber is provided between the exhaust tube or the exhaust hole and the cell chamber, it is possible to suppress adhesion of the electrolyte droplet generated in the cell chamber to the exhaust tube and the exhaust hole. In addition, the valve opening pressure and valve closing pressure of the control valve can be stabilized, and the electrolyte can be prevented from overflowing, thereby improving the reliability of the battery.
また、特に請求項2の構成によれば、制御弁の高さ寸法の短縮化が可能となるため、さらに電池を小形化することが可能となる。 In particular, according to the configuration of the second aspect, the height of the control valve can be shortened, so that the battery can be further miniaturized.
また、特に請求項4の構成によれば、注液がスムーズに行われ、注液時の液溢れが抑制されるとともに、注液時間の短縮化が可能となる。 In particular, according to the configuration of the fourth aspect, the liquid injection is performed smoothly, the liquid overflow during the liquid injection is suppressed, and the liquid injection time can be shortened.
以下、本発明の実施の形態による制御弁式鉛蓄電池の構成を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the configuration of a control valve type lead storage battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図2は本発明の第1の実施の形態による制御弁式鉛蓄電池(以下、電池)の外観を示す図である。本発明の電池21は、セル(図示せず)を収納した電槽22を電池蓋23で閉塞した構成を有する。なお、図3に示したように、電槽22は、隔壁31で複数のセル室32に区画されている。
(First embodiment)
FIG. 2 is a view showing the appearance of the control valve type lead storage battery (hereinafter referred to as battery) according to the first embodiment of the present invention. The
図4は、本発明の電池21に用いられる電池蓋23と栓体24との構成要素を示す分解図である。電池蓋23には、複数に設けた各々のセル室32に対応して複数の注液室43を備える。また、それぞれ対応しあう注液室43とセル室32間を連通させる連通孔44を有している。連通孔44は、注液室43に注液された電解液をセル室32内に導入する経路、および/もしくは、電解液のセル室32への流入を円滑に進めるため、セル室32内の空気を電池外部に排出する経路を提供する。また、後述する理由により、連通孔44とは別に、セル室32と注液室43とを連通させる中空の筒体45を設けることが好ましい。
FIG. 4 is an exploded view showing components of the
本発明の電池21において、電池蓋23には、複数の注液室43を一括して閉塞する栓体24が装着されている。この栓体24には、複数に設けられた各セル室32に対応し、かつセル室32の内圧に応じて開閉する複数の制御弁が設けられている。
In the
栓体24と、これに設けられた制御弁51の好ましい構成として、図4および図5に示したような構成を用いることができる。
As a preferable configuration of the
すなわち、栓体24は、各注液室43の側壁の全周にわたって嵌合する嵌合部46を備えるとともに、各注液室43に対応して設けた排気孔47と、この排気孔47周囲に設けられた中空状の排気筒48と、この排気筒48に装着されたキャップ状の弁体49と、この弁体49の天面に対向する上板50とからなる制御弁51を備える。なお、図4の例では、栓体24に列状に6個の制御弁を配置した例を示し、図5は、その中の2個の制御弁部分の断面を示している。
That is, the
図4に示した制御弁51の動作は以下の通りである。すなわち、排気筒48に装着された弁体49により、排気孔47が閉じられ、セル室32の気密が保持される。そして、電池の充電によるガス発生等により、セル室32の内圧が所定値を超えると、キャップ状の弁体49と排気筒48との間に隙間が生じ、隙間を介してセル室32が開放され(開弁動作)、セル室32内の内圧が低下する。所定値まで内圧が低下すると、弁体49と排気筒48とが再度密着し、排気孔47が閉じられる(閉弁)。
The operation of the
なお、内圧の上昇による、排気筒48からの弁体49の脱落を防止するため、弁体49の天面に対向した上板50を設けることが必要であり、上板50は栓体24に超音波溶着等により接合される。
In order to prevent the
キャップ状の弁体49は、内圧に応じて変形を受け、適宜、開弁動作と閉弁動作を行う必要上、ゴム等の弾性を有した素材で構成する。一例として、国際ゴム硬さ(IRHD)に基づく、硬度60〜65度のネオプレンゴムを用いることができる。また、これに限らず、スチレンブタジエンゴム等の他の合成ゴムでも、適度な硬度と柔軟性を有するものであれば、使用することができる。
The cap-shaped
また、セル室32内に大気中の酸素が流入しないよう、嵌合部46と注液室43との間は、気密性が必要であり、少なくとも嵌合部46は、注液室43の側壁全周と接して嵌合されることが必要である。したがって、嵌合部46は弾性を有し、かつその外径を注液室43の内径より大きく設定し、嵌合部46を注液室43に圧入する構成とすることが好ましい。
Further, airtightness is required between the
上記したように、本発明の電池21は、注液室43から、連通孔44もしくは筒体45を介して、セル室32内部に電解液を注液後、注液室43に、上記の制御弁51を内蔵した栓体24を装着したものである。このような、本発明の構成により、注液室43上に制御弁51を配置できるため、図1に示すような、注液室43と制御弁51を別々に電池蓋上面に配置する構成と比較して、電池蓋の上面の面積を小さくすることができ、電池を小形化する上で、極めて有利である。
As described above, in the
また、本発明の電池21では、排気孔47が直接、セル室32に面していないため、電池を充電した際に、セル室32内で発生する電解液飛沫の、弁体49と排気筒48への付着が抑制され、これにより、制御弁の開弁圧と閉弁圧を安定化させ、電解液の溢液を抑制することができる。
Further, in the
本発明のより好ましい形態として、図4および図5に示したように、連通孔44とは別に、注液室43とセル室32を連通させる中空の筒体45を設ける。このような構成により、電池21に電解液容器61から、直接、セル室32内中に電解液を注液する際、溢液を抑制し、注液をより短時間に完了させることができる。
As a more preferable embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, a
電解液容器61は、図6に示したように、それぞれのセル室32に注液する分の電解液62を個別に収納した個別収納容器63が、注液室43の配置と同様、列状に配置した構成を有している。電解液容器61は、例えば、ポリプロピレン等の耐酸性の合成樹脂で構成される。個別収納容器63の口は耐酸性合成樹脂フィルム等のシート状部材64で封口されている。
As shown in FIG. 6, the
図7は、上記の本発明の電池21の電池蓋23に電解液容器61を反転して装着することにより、電解液容器61内に収納された電解液62をセル室32内に注液している状態を示す図である。
FIG. 7 shows that the
電解液容器61先端を、筒体45に装着することにより、電解液容器61を封口するシート状部材64が破られ、内部の電解液62が筒体45の内側を通って、セル室32に注液される(図7に示した経路A)。
By attaching the tip of the
一方、筒体45とは別に連通孔44が設けられているので、セル室32への注液と同時に、セル室内32内に存在する空気の電解液62との置換(図7に示す経路Bおよび経路C)と、個別収納容器63内に収納された電解液62の空気65への置換(図7に示す経路B)とが同時に行われるため、注液時に電解液62がセル室32に迅速に注液される。
On the other hand, since the
なお、電解液容器61の電池蓋23への装着状態によっては、連通孔44を通して一部の電解液62がセル室32内に注液されたり、筒体45を通して、空気65が個別収納容器容器63に注液される場合もあるが、いずれにせよ、連通孔44と筒体45で注液室43とセル室32との間に2つの経路が形成されるため、電解液と空気との置換が円滑に行われる。
Depending on the mounting state of the
セル室32内の空気と電解液との置換が円滑に行われない場合、セル室32内に電解液が浸透する速度が、注液速度を上回ることにより、電解液が注液室43から電池外部に溢液したり、また、個別収納容器63内の電解液と空気との置換が円滑に行われない場合、個別収納容器63からの電解液流出速度が極端に低下するため、注液に要する時間が、より長時間となる。
When the replacement of the air in the
本発明の好ましい構成では、前記したように、注液時の電解液と空気の置換が円滑に行われるため、注液時間が短時間となる他、注液時の溢液を抑制する効果を奏する。 In the preferred configuration of the present invention, as described above, the replacement of the electrolyte and air during injection is smoothly performed, so that the injection time is shortened and the effect of suppressing overflow during injection is reduced. Play.
なお、筒体45の注液室43側に開口する先端に傾斜を設けることにより、筒体45先端で、シート状部材64を突き破る作業がより円滑に行うことができ、好ましい。また、図8に示したように、筒体45の外側に上下方向に溝部45aや切り込み(図示せず)を形成することにより、空気と電解液との置換をより円滑に行うことができる。
In addition, it is preferable to provide a slope at the tip of the
注液後は、前記したように、注液室43に栓体24を装着することにより、本発明の電池を得ることができる。
After the liquid injection, as described above, the battery of the present invention can be obtained by attaching the
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態による電池は、前記した第1の実施形態の電池21において、制御弁25を備えた栓体24に換えて、図9に示した制御弁95を備えた栓体91を装着した電池である。電槽、電池蓋といった他の構成は、前記した本発明の第1の実施形態の電池21と、何ら変わるところはない。
(Second Embodiment)
The battery according to the second embodiment of the present invention includes a plug provided with a
また、図10に栓体91を電池蓋23に装着した状態の、制御弁95周辺の断面を示した。
FIG. 10 shows a cross section around the
栓体91には、注液室43の側壁全周と嵌合する嵌合部92を有している。この嵌合部92は、第1の実施形態における栓体24に設けた嵌合部46と同一構成・作用を有しており、電池内の気密を維持するため、注液室43の側壁全周と、嵌合部92とが密着している。
The
栓体91には、複数設けた注液室43に対応した排気孔93が形成されており、複数の排気孔93を板状の弁体94で閉塞する。そして、弁体94上に、弾性を有したシート96が配置され、さらにこのシート96上に上板97が配置される。上板97は栓体91に接合されることにより、セル室毎に対応した、複数の制御弁95が栓体91に一体に設けられる。
The
図10は排気孔93上に、シート状の弁体94、シート96および上板97が配置された状態の断面を示す図である。シート96は弾性を有し、厚み方向に圧縮された状態で上板97−弁体94間に配置され、その弾性によって、弁体94が排気孔93の気密を保持するよう、押圧する。
FIG. 10 is a view showing a cross section in a state in which the sheet-
そして、排気孔93を覆うように、シート状の弁体94が排気孔93の周囲に当接することによって、制御弁95としての機能を備える。
A sheet-
すなわち、電池の充電によって、セル(図示せず)からガスが発生し、セル室32の内圧が高まった場合、弁体94が図面上方に弾性変形するため、排気孔93が開かれ、セル室32内のガスがセル室32外部に排出される(開弁動作)。
That is, when the battery is charged to generate gas from a cell (not shown) and the internal pressure of the
そして、セル室32内のガス排出により、セル室32の内圧が低下すると、弁体94の変形は復元し、再び、排気孔93が閉じられ、セル室32の気密が復元する(閉弁動作)。
Then, when the internal pressure of the
弁体94は、排気孔93の周囲と密着して、セル室32の気密性を確保するため、前記した第1の実施形態の弁体49と同様、ある程度の柔軟性を有した材料で構成することが好ましく、一例として、国際ゴム硬さ(IRHD)に基づく、硬度60〜65度のネオプレンゴムを用いることができる。また、これに限らず、スチレンブタジエンゴム等の他の合成ゴムでも、適度な硬度と柔軟性を有するものであれば、使用することができる。
The
弁体94を押圧するシート96の押圧力によって、制御弁95の開弁圧と閉弁圧を設定することができる。押圧力を高めるに従い、開弁圧および閉弁圧は上昇し、押圧力を低くすることにより、開弁圧および閉弁圧は低下する傾向にあるため、所望とする開弁圧と閉弁圧に応じて押圧力を設定する。押圧力はシート96のヤング率、厚みおよび圧縮時の厚み減少分によって決定される。
The valve opening pressure and the valve closing pressure of the
シート96の材質としては、電池が使用される間にわたって、開弁圧および閉弁圧を安定させるため、シート96の押圧力が長期間にわたって維持可能な、すなわち、圧縮後の復元性に優れたものを用いる。シート96の好ましい例として、空隙率90%のエチレン−プロピレン−ジエンのメチレン共重合体(EPDM)の連続気泡を有したスポンジ体を用いることができる。また、この他にもネオプレン等の他の合成ゴムでも良い。
As the material of the
連続気泡を有するスポンジ体は、圧縮後の復元性に優れるため、電池内圧が低下した場合に、排気孔93を速やかに閉塞し、閉弁することができる。
Since the sponge body having open cells is excellent in resilience after compression, the
本発明の第2の実施形態による電池は、第1の実施形態の電池に比較して、排気筒48を必要としないため、高さ寸法の短縮化が可能であり、電池を小形化する上で好ましい。また、第1の実施形態の電池と同様、注液室43上に制御弁95を配置できるため、図1の従来の電池に比較して電池蓋の上面面積に占める注液室43と制御弁95の面積を、より小さくでき、電池を小形化する上で顕著な効果を奏する。
The battery according to the second embodiment of the present invention does not require the
また、排気孔93と弁体94とが直接セル室32内に面さず、間に注液室43が存在するため、セル室32内部の電解液飛沫の排気孔93や弁体94への付着が抑制され、結果として制御弁95の開弁圧および閉弁圧を顕著に安定化し、かつ電解液の溢液を抑制することができる。
Further, since the
図1に示す従来例の電池(電池A)と、前記した本発明の第1の実施形態による電池(電池B)および前記した本発明の第2の実施形態による電池(電池C)を作成し、制御弁の開弁圧および閉弁圧を計測した。弁圧の計測は、初期状態の電池と、この初期状態の電池に充放電サイクルを加えた後、40℃中で30日間放置した後の弁圧を計測し、弁圧の安定性を評価した。 A battery (battery A) of the conventional example shown in FIG. 1, a battery (battery B) according to the first embodiment of the present invention, and a battery (battery C) according to the second embodiment of the present invention described above were prepared. The valve opening pressure and valve closing pressure of the control valve were measured. The valve pressure was measured by measuring the valve pressure after leaving the battery in the initial state and the battery in the initial state after being charged and discharged for 30 days at 40 ° C. to evaluate the stability of the valve pressure. .
充放電サイクルは、放電電流2.5Aで1時間放電する放電操作と、2.5Aの定電流で80分間充電する充電操作を1サイクルとし、この充放電サイクルを50サイクルとした。なお、この充放電サイクルは放電電気量に対する充電電気量の比率が133%となり、通常行われる、110〜120%に比較して、過充電サイクルとし、電解液飛沫が発生しやすい状況とした。 In the charge / discharge cycle, a discharge operation for discharging for 1 hour at a discharge current of 2.5A and a charge operation for charging for 80 minutes at a constant current of 2.5A were set to 1 cycle, and this charge / discharge cycle was set to 50 cycles. In this charging / discharging cycle, the ratio of the amount of charged electricity to the amount of discharged electricity was 133%, and compared with 110-120% that is normally performed, an overcharge cycle was made, and electrolyte droplets were easily generated.
この充放電サイクルと放置前後の開弁圧と閉弁圧の計測結果を表1に示す。なお、電池個数は各電池について6個とした。したがって、各電池には制御弁が6個設けられているため、弁圧測定のn数は36となる。表1にはn=36の計測結果の最大値、平均値および最小値をそれぞれ示し、充放電及び放置後の各弁圧から、充放電前の初期状態の電池の各弁圧の計測値を差し引いた値を変化量として示した。なお、初期状態の電池A、電池Bおよび電池Cともに、制御弁からの電解液の溢液は全く発生していなかった。 Table 1 shows the measurement results of the charge / discharge cycle and the valve opening pressure and the valve closing pressure before and after being left standing. The number of batteries was 6 for each battery. Therefore, since each battery has six control valves, the n number of valve pressure measurements is 36. Table 1 shows the maximum value, average value, and minimum value of the measurement results of n = 36, respectively, and the measured values of each valve pressure of the battery in the initial state before charging / discharging from each valve pressure after charging / discharging and leaving unattended. The subtracted value was shown as the amount of change. In all of the batteries A, B, and C in the initial state, no electrolyte overflow occurred from the control valve.
表1に示した結果から、本発明の電池Cおよび電池Dは充放電サイクルを経た放置後で、開弁圧が若干上昇する傾向にあるが、従来例の電池Aよりも、その上昇度合いは極めて低く抑制されていことがわかる。また、開弁圧の上昇は、一般的に弁体の排気孔周囲や排気筒に密着して生じるが、この程度の開弁圧の上昇は、電池性能に及ぼす範囲では無い。なお、これら本発明の電池Bおよび電池Cで、制御弁から電解液が発生しているものは全く無かった。 From the results shown in Table 1, the battery C and the battery D of the present invention tend to slightly increase the valve opening pressure after being left through the charge / discharge cycle, but the degree of increase is higher than that of the battery A of the conventional example. It turns out that it is suppressed very low. Further, the increase in the valve opening pressure generally occurs in close contact with the periphery of the exhaust hole of the valve body and the exhaust pipe, but such an increase in the valve opening pressure is not within the range affecting the battery performance. In addition, none of the batteries B and C of the present invention produced an electrolyte from the control valve.
一方、従来例の電池Aは、放置後の開弁圧は、本発明例の電池に比較して、大幅に高くなった。また、特に、開弁圧が74.2kPaまで上昇したものがあった。このような開弁圧となった場合、充電時の内圧上昇によって、電槽が変形する危険性を有している。この現象は、充放電サイクル中に発生した電解液飛沫が、排気筒17と弁体18に付着し、電解液中の硫酸によって、放置中にこれらが固着したことによる。
On the other hand, the battery A of the conventional example had a significantly higher valve opening pressure after being left as compared with the battery of the present invention. In particular, the valve opening pressure increased to 74.2 kPa. When such valve opening pressure is reached, there is a risk that the battery case may be deformed due to an increase in internal pressure during charging. This phenomenon is caused by electrolyte droplets generated during the charge / discharge cycle adhering to the exhaust cylinder 17 and the
また、従来例の電池Aにおいて、放置後の閉弁圧の低下は他の電池よりも著しい。特に、0.9kPaまで極端に低下したものが見られた。 Further, in the battery A of the conventional example, the decrease in the valve closing pressure after being left is more significant than that of other batteries. In particular, an extremely low level of 0.9 kPa was observed.
このような閉弁圧の低下は、以下のメカニズムによると考えられる。すなわち、排気筒17と弁体18とが固着することにより、開弁圧は異常上昇する。しかし、開弁時には、この固着部が剥離するが、この剥離時に排気筒17と弁体18の接触面の平滑性が損なわれ、排気筒17と弁体18との密着性が損なわれることによると推測できる。
Such a decrease in the valve closing pressure is considered to be due to the following mechanism. That is, when the exhaust cylinder 17 and the
なお、従来例の電池Aは36個の制御弁中、24個の制御弁から電解液の滲みがあり、微量の溢液が発生していた。 In addition, the battery A of the conventional example had bleeding of electrolyte from 24 control valves out of 36 control valves, and a very small amount of overflow was generated.
以上、説明したように、本発明の電池Bおよび電池Cは、従来例の電池に比較して制御弁の開弁圧および閉弁圧が大幅に安定化できるとともに、電解液の溢液を抑制し、信頼性に優れた制御弁式鉛蓄電池を得ることができる。 As described above, the battery B and the battery C of the present invention can significantly stabilize the valve opening pressure and valve closing pressure of the control valve and suppress the overflow of the electrolyte compared to the conventional battery. And the control valve type lead acid battery excellent in reliability can be obtained.
上記のように本発明にかかるものは、従来のものに比べて、制御弁の信頼性に優れ、小形化が容易であることから、自動二輪車用や小形UPS用といった、小形の制御弁式鉛蓄電池に極めて好適である。漏液しにくい信頼性の高く小型化の制御弁式鉛蓄電池として有用である。 As described above, according to the present invention, the control valve is more reliable and easier to downsize than the conventional one. Therefore, the small control valve type lead for motorcycles and small UPSs. It is extremely suitable for storage batteries. It is useful as a highly reliable and miniaturized control valve type lead-acid battery that does not leak easily.
10 電槽
11 セル室
12 セル
13 電池蓋
14 注液孔
15 排気孔
16 栓体
17 排気筒
18 弁体
21 電池
23 電池蓋
24 栓体
31 隔壁
32 セル室
43 注液室
44 連通孔
45 筒体
45a 溝部
46 嵌合部
47 排気孔
48 排気筒
49 弁体
50 上板
51 制御弁
61 電解液容器
62 電解液
63 個別収納容器
64 シート状部材
65 空気
91 栓体
92 嵌合部
93 排気孔
94 弁体
95 制御弁
96 シート
97 上板
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