JP2007109577A - 端子キャップ及びこれを備えた電池 - Google Patents

Abstract

【課題】端子キャップ４の内面に端子表面研磨手段を設けることにより、この端子キャップ４を回転させて外す際に、端子の表面を磨いて酸化皮膜を除去することができる端子キャップ４及びこれを備えた電池を提供する。
【解決手段】鉛蓄電池の蓋板から突設された端子に装着して覆う端子キャップ４において、各端子の表面を覆う内面にアルミナ焼結体表面や複数の金属突起、アルミナ層、ブラシ状の多数本の金属線等の端子表面研磨手段が設けられた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉛蓄電池等の蓋板等から突設された正負極の端子に装着して覆う端子キャップ及びの端子キャップを備えた電池に関するものである。

自動車用の鉛蓄電池の従来の構成例を図５に示す。この鉛蓄電池は、樹脂製の電槽１の上端開口部を樹脂製の蓋板２で覆い封止している。図示しない電槽１内は、６箇所のセルに分割され、各セルごとに蓋板２によって個別に封止されている。また、各セル内には、発電要素が収納されると共に電解液が充填され、これらの発電要素は、セル間の隔壁を介して直列に接続されている。

上記蓋板２は、上面の両端部に正負極の端子３、３が取り付けられている。これらの端子３、３は、鉛や鉛合金からなり、インサート成形によって樹脂製の蓋板２を隙間なく貫通して取り付けられている。そして、これらの端子３、３は、蓋板２よりも上方に突出した部分が上方ほど径の細いテーパ状の円錐台形に形成されて、自動車の電源ケーブルに接続されるようになっている。また、これらの端子３、３における蓋板２より下方の図示しない部分は、電槽１内において、直列接続された発電要素に接続されている。

ところが、上記鉛蓄電池は、工場出荷から実際に自動車に取り付けて使用を開始されるまでに、販売店の店頭や倉庫等で長期間保管される場合がある。そして、このように鉛蓄電池が使用されることなく長期間放置されると、鉛や鉛合金からなる端子３、３の表面が空気によって酸化し黒ずんだ酸化皮膜が形成されるために、機能上は支障がなくても、ユーザから外観不良の指摘を受けることがあるという問題が発生していた。

また、上記問題を解消するために、工場出荷時に端子３、３の表面を磨いたり、この表面に油を塗布することもあったが、放置期間が長期にわたる場合には、塗布した油も乾き、一旦磨き取った酸化皮膜も再度形成されるので、これらの端子３、３の表面が黒ずむのを十分に防ぐことはできなかった。

さらに、上記鉛蓄電池は、端子３、３を保護するために、これらの端子３、３に図５に示したような端子キャップ４、４を装着して出荷する場合もある（例えば、特許文献１の「保護用のキャップ」についての記載参照。）。各端子キャップ４は、上端が塞がれたほぼ筒形状の樹脂成形品であり、内面が端子３のテーパ面に沿うような凹状の円錐台形となることにより、この端子３に嵌合して覆うようになっている。また、各端子キャップ４の外周面には、９０°間隔で外周方向にリブ状に突出する４箇所の突起片４ａ…が形成されている。そして、鉛蓄電池を自動車に取り付ける際には、これらの突起片４ａ…に指を掛けて端子キャップ４を回転させると共に引き上げて取り外すことにより、端子３、３を露出させるようになっている。

鉛蓄電池の端子３、３に上記端子キャップ４、４が装着されていると、これらの端子３、３間が外部の金属等に触れて短絡するのを防止することができる。しかも、これらの端子３、３の表面に水や泥等が付いて腐食したり汚れるのを防止できるだけでなく、この表面に空気が自由に流通して触れるのを防止することもできる。しかしながら、このような端子キャップ４、４を装着しても、端子３、３の表面との間に空気が進入することを確実に遮断することはできないため、これらの端子３、３の表面が酸化して黒ずむのを十分に防ぐことはできなかった。なお、これらの端子キャップ４、４と端子３、３の表面との間に充填剤を注入して空気の進入を防ぐことも考えられるが、この充填剤が接着剤のように作用して、端子キャップ４、４の取り外しが困難になるという新たな問題が発生する。
特開２００５−７９０１６号公報

本発明は、端子キャップの内面に端子表面研磨手段を設けることにより、この端子キャップを回転させて外す際に、端子の表面を磨いて皮膜を除去することができる端子キャップ及びこれを備えた電池を提供しようとするものである。

請求項１の端子キャップは、電池の外装体から突設された端子に装着して覆う端子キャップにおいて、この端子の表面を覆う内面に端子表面研磨手段が設けられたことを特徴とする。

請求項２の端子キャップは、前記端子表面研磨手段が、アルミナ焼結体からなる端子キャップ本体の内面自体によって構成されることを特徴とする。

請求項３の端子キャップは、前記端子表面研磨手段が、樹脂製の端子キャップ本体の内面から内側に突設された複数の突起であることを特徴とする。

請求項４の端子キャップは、前記端子表面研磨手段が、樹脂製の端子キャップ本体の内面に形成されたアルミナ層であることを特徴とする。

請求項５の端子キャップは、前記端子表面研磨手段が、樹脂製の端子キャップ本体の内面からブラシ状に内側に突出する多数本の線材であることを特徴とする。

請求項６の電池は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の端子キャップを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、端子キャップの内面に設けられた端子表面研磨手段が、この端子キャップを外す際の回転により端子の表面を磨くので、この端子の表面に形成された皮膜を除去して外観不良となるのを防止することができるようになる。

請求項２の発明によれば、端子キャップ自体がアルミナ焼結体からなるので、この端子キャップの内面も砥石面状となって、端子の表面を磨く端子表面研磨手段を構成することができる。しかも、この端子キャップは、作製も容易となり、アルミナ焼結体が絶縁体であるため、別途絶縁対策を施す必要もない。

請求項３の発明によれば、樹脂製の端子キャップの内面から複数の突起が突設されるので、この突起の先端が端子の表面を磨くことができる。この突起は、樹脂製の端子キャップの内面に一体成形されたものでもよいが、樹脂とは異なる素材を樹脂に埋め込んで形成することもできる。即ち、例えばこの突起は、端子キャップ本体の内面の樹脂に一部を埋め込み成形された金属突起とすることができる。このように、樹脂製の端子キャップの内面から複数の金属突起が突設されれば、この金属突起の先端が端子の表面を磨くことができ、しかも、金属突起は、硬度が高いので、端子の表面を確実に磨くことができる。

請求項４の発明によれば、樹脂製の端子キャップの内面にアルミナ層が形成されるので、このアルミナ層のアルミナの粒子が端子の表面を磨くことができる。樹脂製の端子キャップの内面にアルミナ層を形成するには、例えばアルミナ粒子を端子キャップの内面にほとんど隙間なく接着剤等で付着させたり樹脂に一部を埋め込んで付着させることにより層状としてもよいし、アルミナ粉を接着剤等と混合して端子キャップの内面に塗布して層状としてもよい。

請求項５の発明によれば、樹脂製の端子キャップの内面からブラシ状の線材が突出するので、これらの線材が端子の表面を磨くことができる。これらの線材は、樹脂製のものでもよいが、樹脂よりも硬い金属線を用いれば、端子の表面を確実に磨くことができるようになる。

請求項６の発明によれば、端子キャップを取り外す際に端子の表面が磨かれて皮膜が除去されるので、電池が外観不良となるのを防止することができるようになる。

以下、本発明の最良の実施形態について説明する。

本実施形態は、電池の外装体から突設された端子を覆って装着する端子キャップについて説明する。この外装体は、単電池の電池ケース等であってもよいし、組電池の組電池ケース等であってもよい。通常、電池は、１組以上の正負極の端子が外装体から突設されているが、正負極の一方の端子が外装体の一部で構成されるような場合には、他方の極性の端子のみが突設されている場合もある。この端子の材質は、例えば鉛や鉛合金等のように、長期間空気中に放置されることにより、表面が酸化して黒ずんだ酸化皮膜が形成されるようなものの場合に、特に本発明が有効であるが、必ずしも黒ずんだ酸化皮膜が形成されるものに限らず、空気中やその他の保管環境において長期間放置されることにより、表面に皮膜が形成されるような導電性の金属等であれば、どのような材質であってもよい。また、この端子の表面に形成される皮膜は、外観不良と誤解されるような見栄えの悪いものに限らず、端子の導電性を損なうような絶縁皮膜である場合であってもよい。

端子キャップは、端子における電池の外装体から突出した部分を完全に覆うように、開口部以外は密閉された凹状の内面を備えたものであることが好ましいが、この端子キャップの主目的が短絡防止である場合には、凹状の内面にある程度の隙間や小孔等が設けられていてもよい。通常、端子は、外装体から円筒形又は円錐台形に突出し、端子キャップの凹状の内面は、この端子の突出形状に沿う円筒形又は円錐台形の凹状となっている。ただし、端子キャップを回転させて端子から取り外すことができればよいので、端子の外周形状と端子キャップの凹状の内面形状の一方又は双方が正多角形等になっていてもよく、端子の外周に例えばねじが形成されていてもよい。

上記端子キャップの外面側の形状は任意であるが、回転させて端子から取り外しやすいように、図５の従来例で示したような指を掛けるための突起片を設けたり、外周面にローレット等の滑り止めを形成することが好ましい。また、この端子キャップは、短絡防止のために、絶縁体によって構成されることが好ましいが、この端子キャップの外表面が端子と導通しないようになっている限り、部分的に導電体が用いられていてもよい。

端子表面研磨手段は、上記端子キャップにおける端子の表面を覆う内面に設けられる。この端子表面研磨手段は、必ずしも端子キャップの内面全体に設ける必要はないが、端子の外周の表面を覆う内周面の全部又は大部分に設けることが好ましい。また、この端子表面研磨手段は、端子キャップの内面自体を構成したり、この内面を覆って層状に形成する他、この内面の一部から内側に突出するように設けることができる。

上記端子表面研磨手段は、端子の表面を磨くことができるものであれば、材質は問わない。例えば、硬度が極めて高いアルミナ等の研磨材を用いることができる。また、アルミナ等よりや硬度が低いが、端子材料の硬度よりも高い又はこの硬度に近い金属材料を用いることもできる。しかも、この端子表面研磨手段は、必ずしも端子材料自体を磨く必要はなく、この端子の表面に形成された皮膜を除去すればよいので、この皮膜が脆く剥がれやすいような場合には、硬度の低い樹脂製の端子表面研磨手段を用いることもできる。さらに、この端子表面研磨手段は、端子キャップの内面から突出させる場合には、例えば長いスクレイパ状に形成したり、多数の凸状に形成することができ、多数本の線状に突出するブラシ状とすることもできる。

上記構成によれば、端子キャップの内面に設けられた端子表面研磨手段が、この端子キャップを外す際の回転により端子の表面を磨くので、この端子の表面に形成された皮膜を除去することができる。従って、電池を長期間放置することにより、端子の表面に酸化皮膜等が形成されたとしても、使用時にこの皮膜が除去されるので、外観不良となるのを防止することができるようになる。

なお、上記端子キャップを備えた電池は、端子に酸化被膜が形成されると黒ずんで外観不良となるおそれの高い鉛蓄電池の場合に特に有効であるが、酸化や腐食によって端子の表面に被膜ができるおそれのある電池であれば、必ずしも鉛蓄電池には限定されない。

また、上記端子キャップは、単に端子に被せて装着する場合に限らず、例えば端子に被せて四半回転乃至半回転させて係止することにより装着され、取り外す際にも、逆方向又は順方向に四半回転乃至半回転させてから引き抜くようになっていれば、この取り外しの際の回転により、端子表面研磨手が確実に端子の表面を磨くことができるようになる。

以下に、図１〜図４を参照して、本発明の実施例を説明する。これらの実施例は、図５に示した従来例と同様の自動車用の鉛蓄電池の端子３、３に装着する端子キャップ４、４について示す。従って、各端子３は、蓋板２の上面から上方ほど径の細いテーパ状の円錐台形に突出し、端子キャップ４の内面もこの端子３のテーパ面に沿うような凹状の円錐台形となる。また、端子キャップ４の外周面には、リブ状の突起片４ａ…が形成されている。

本発明の実施例１は、図１に示すように、端子キャップ４の全体をアルミナ焼結体によって形成している。従って、この端子キャップ４の内周面４ｂも、アルミナ焼結体の砥石面状となって、端子３の表面を磨く端子表面研磨手段を構成する。この端子キャップ４は、一般的なセラミックスの成形・焼結工程を経て容易に作製することができる。この際、端子キャップ４の内周面４ｂは、適度な粗面に形成することが好ましいが、ほぼ平滑面に形成しても、アルミナ焼結体の微細な粒子によって端子３の表面を磨くことはできる。

上記構成の実施例１の端子キャップ４は、回転の際にアルミナ焼結体の内周面４ｂによって端子３の表面を磨くことができるので、この表面に形成された酸化皮膜を確実に除去することができる。しかも、端子キャップ４は、アルミナ焼結体と一体ものとなるので、作製が容易となる。また、このアルミナ焼結体は、絶縁体であるため、端子キャップ４に別途絶縁対策を施す必要もない。

本発明の実施例２では、図２に示すように、従来例と同様の樹脂製の端子キャップ４を用いる。ただし、この端子キャップ４の内周面４ｂからは、９０°間隔の４箇所（図面では２箇所のみ現れる）から内側に向けて金属突起５…が突設されている。各金属突起５は、金属製の細長い板の長尺方向に沿った一方の端辺の先端を尖らせてスクレイパ状としたものであり、端子キャップ４の内周面４ｂの軸方向にほぼ沿って、他方の端辺側の一部をこの内周面４ｂの樹脂にインサート成形によって埋め込むことにより、先端が尖った一方の端辺側を内側にほぼ一定長さだけ突設させている。

上記構成の実施例２の端子キャップ４は、回転の際に金属突起５…の尖った先端によって端子３の表面を磨くことができるので、これらの金属突起５…が端子表面研磨手段となって端子３の表面に形成された酸化皮膜を確実に除去することができる。

なお、この実施例２では、樹脂製の端子キャップ４の内周面４ｂから金属突起５…を突設する場合を示したが、各金属突起５に代えて樹脂製の突起を突設することもできる。鉛又は鉛合金からなる端子３の表面に形成される酸化被膜は比較的脆いために、このような硬度の低い樹脂製の突起でも、端子３の表面を磨いて酸化被膜だけを除去することができる。しかも、このような樹脂製の突起は、端子キャップ４の本体と共に一体成形することができるので、金型を変更するだけで、従来の端子キャップ４と同じ工程で作製することができる。

本発明の実施例３でも、図３に示すように、従来例と同様の樹脂製の端子キャップ４を用いる。ただし、この端子キャップ４の内周面４ｂには、アルミナ層６が形成されている。アルミナ層６は、アルミナ粉を接着剤等と混合して端子キャップ４の内周面４ｂに塗布し乾燥させて層状としたものである。

上記構成の実施例３の端子キャップ４は、回転の際にアルミナ層６に含まれるアルミナの粒子が端子表面研磨手段となって端子３の表面を磨くことができるので、この端子３の表面に形成された酸化皮膜を確実に除去することができる。

なお、この実施例３では、アルミナ層６がアルミナ粉を接着剤等と混合して塗布・乾燥したものである場合を示したが、端子キャップ４の内周面４ｂ全面にアルミナ粒子を接着材で付着させたり、これらの各アルミナ粒子の一部をこの内周面４ｂの樹脂に埋め込んで付着させることにより層状としたものであってもよい。

本発明の実施例４でも、図４に示すように、従来例と同様の樹脂製の端子キャップ４を用いる。ただし、この端子キャップ４の内周面４ｂからは、多数本の短い金属線７…が突出してブラシ状となっている。各金属線７は、基部側が端子キャップ４の内周面４ｂの樹脂に埋め込まれることによって、先端側がそれぞれ内側に突出している。

上記構成の実施例４の端子キャップ４は、回転の際に各金属線７…の先端によって端子３の表面を磨くことができるので、これらブラシ状の金属線７…が端子表面研磨手段となって端子３の表面に形成された酸化皮膜を確実に除去することができる。

なお、この実施例４では、樹脂製の端子キャップ４の内周面４ｂから金属線７…を突出させる場合を示したが、各金属線７に代えて樹脂製の線材を突出させることもできる。鉛又は鉛合金からなる端子３の表面に形成される酸化被膜は比較的脆いために、このような硬度の低い樹脂製の線材でも、端子３の表面を磨いて酸化被膜だけを除去することができる。

本発明の実施例１を示すものであって、アルミナ焼結体からなる端子キャップの縦半断面斜視図である。 本発明の実施例２を示すものであって、内周面に金属突起を突設した端子キャップの縦断面斜視図である。 本発明の実施例３を示すものであって、内周面にアルミナ層を形成した端子キャップの縦断面斜視図である。 本発明の実施例４を示すものであって、内周面から多数本の金属線をブラシ状に突出させた端子キャップの縦断面斜視図である。 従来例を示すものであって、端子キャップを備えた鉛蓄電池の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 電槽
２ 蓋板
３ 端子
４ 端子キャップ
４ｂ 内周面
５ 金属突起
６ アルミナ層
７ 金属線

Claims (6)

1. 電池の外装体から突設された端子に装着して覆う端子キャップにおいて、
   この端子の表面を覆う内面に端子表面研磨手段が設けられたことを特徴とする端子キャップ。
2. 前記端子表面研磨手段が、アルミナ焼結体からなる端子キャップ本体の内面自体によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の端子キャップ。
3. 前記端子表面研磨手段が、樹脂製の端子キャップ本体の内面から内側に突設された複数の突起であることを特徴とする請求項１に記載の端子キャップ。
4. 前記端子表面研磨手段が、樹脂製の端子キャップ本体の内面に形成されたアルミナ層であることを特徴とする請求項１に記載の端子キャップ。
5. 前記端子表面研磨手段が、樹脂製の端子キャップ本体の内面からブラシ状に内側に突出する多数本の線材であることを特徴とする請求項１に記載の端子キャップ。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の端子キャップを備えたことを特徴とする電池。

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