JP2007122925A

JP2007122925A - 制御弁式鉛蓄電池及びその製造方法

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Publication number: JP2007122925A
Application number: JP2005310207A
Authority: JP
Inventors: Tadao Fujimoto; 藤本　　直生
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-05-17
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: JP5098148B2

Abstract

【課題】排気筒２２の内周孔２２ｃ，２２ｄに発生するバリによって弁体４が傷付いたり密着を阻害されるようなことのない制御弁式鉛蓄電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】内周孔２２ｃ，２２ｄが電槽１内から外部に通じる樹脂製の排気筒２２とこの排気筒２２の外側の部分に装着された弁体４とからなる制御弁５を備えた制御弁式鉛蓄電池において、この排気筒２２に、電槽１内側の開口端から外側に向かうほど内径が小さくなるテーパ状の内側内周孔２２ｃが外側の開口端に至る途中まで形成されると共に、外側の開口端から電槽１内側に向かうほど内径が小さくなるテーパ状の外側内周孔２２ｄがこの内側内周孔２２ｃの先端まで形成された構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電槽内の圧力が異常に上昇した場合に弁体を開いて排気筒から外部にガスを放出することができる制御弁を備えた制御弁式鉛蓄電池及びその製造方法に関するものである。

鉛蓄電池は、過充電等により電解液の水が電気分解されて水素ガスと酸素ガスを発生することがある。このため、液式鉛蓄電池は、蓋板に形成された注液口を塞ぐ注液栓に設けられた細い排気孔を通じて、電槽内（セル内）で発生した水素ガスや酸素ガスをいつでも外部に排出できるようにすると共に、このガスの発生によって不足した電解液の水を注液口から補水できるようにしている。

これに対して、制御弁式鉛蓄電池は、発電要素内の酸素サイクルを利用して水素ガスや酸素ガスの発生をなくすことができるので、電槽内を密閉して、注液口や注液栓を不要としている。しかしながら、このような制御弁式鉛蓄電池であっても、充電回路の故障等により過大な過充電が行われると、発電要素でのガスの発生を完全に抑制することはできないので、電槽内の圧力が異常に上昇した場合には弁体を開いて排気筒から外部にガスを放出することができるようにした制御弁が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

上記制御弁式鉛蓄電池は、図３に示すように、樹脂製の電槽１の上端開口部を樹脂製の蓋板２で覆うことにより電槽１内を密閉している。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によって個別に密閉されている。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。蓋板２は、上面の両端部に端子３，３が取り付けられている。そして、これらの端子３，３は、蓋板２を貫通し、直列接続された発電要素に電槽１内で接続されている。

上記蓋板２の上面の中央部には、ほぼ全長にわたって凹部２１が形成されていて、この凹部２１の底面には、電槽１内の各セルに通じる６個の排気筒２２…が形成されている。各排気筒２２は、図４に示すように、蓋板２の凹部２１の底面を貫通して上下に突出するほぼ円筒形の部分であり、内周孔２２ａが電槽１の対応するセル内から蓋板２の上方の外部に通じるようになっている。ただし、この内周孔２２ａは、実際には、蓋板２を樹脂成形するための図示しない下方のコア金型から上方に向けて突出したほぼ円柱状の突起の周囲に形成されるので、離型時にこの突起を抜きやすくするために、下方の電槽１内側の開口端から上方の外側に向かうほど内径が小さくなるテーパ状に形成されている。

上記排気筒２２…には、図３に示すように、ぞれぞれ弁体４…が装着される。各弁体４は、図４に示すように、ゴム製のキャップであり、排気筒２２における凹部２１の底面から上方に突出したほぼ円筒形の部分に外嵌されて制御弁５を構成する。また、蓋板２の凹部２１は、上端開口部が押さえ板６によって塞がれ、各弁体４が上方に抜け出して排気筒２２から外れるのを防ぐようになっている。このような制御弁５を備えた制御弁式鉛蓄電池は、通常時は、電槽１内が密閉されるが、過充電等により電槽１内にガスが発生して内圧が異常に上昇すると、排気筒２２と弁体４との間に隙間が生じて、ガスを外部に放出することができるようになる。

ところが、上記排気筒２２は、図５に示すように、外側の開口端からさらに上方に向けて内周孔２２ａの内周面に沿ったほぼ垂直方向のバリ７が発生し、このバリ７が弁体４を傷付けたり密着を阻害するおそれがあるので、制御弁５が電槽１内を確実に密閉することができずに気密不良になる場合があるという問題が生じていた。図５に示すようなバリ７は、蓋板２を樹脂成形するための下方のコア金型の突起の上端部が、排気筒２２の内周孔２２ａを突き抜けて上方のキャビティ金型の窪みに嵌入するようになっている場合に、この突起と窪みの突き合わせ面（パーティング面）の隙間に入り込んだ樹脂によって発生し、特にこれらの金型が使用によって磨耗した場合に顕著に現れる。

また、コア金型の突起の上端が、排気筒２２の外側の開口端面と面一になってキャビティ金型の平坦面に接するようになっている場合には、内周孔２２ａの外側の開口部を塞ぐような水平方向のバリが発生する。しかしながら、このバリを放置すると、内周孔２２ａが塞がれてガスが円滑に放出できないようになるという問題が生じる。しかも、このバリを突き棒等で除去すると、内周孔２２ａの外側の開口縁に除去し切れずに残ったバリによって、弁体４を傷付けたり密着が阻害されるおそれがあり、制御弁５が気密不良になるという問題が生じる。

また、上記排気筒２２は、図６に示すように、外側の開口端部に切り欠き部２２ｂを形成してガスの排出を円滑に行えるようにする場合がある。しかしながら、このような場合には、上記バリ７がこの切り欠き部２２ｂも塞ぐ可能性が高くなり、制御弁５によるガスの排出特性が不安定になるという問題が生じる。

また、下方のコア金型に代えて、上方のキャビティ金型から下方に向けて突出させた突起により排気筒２２の内周孔２２ａを成形した場合には、図７に示すように、内周孔２２ａが排気筒２２の外側の開口端から電槽１内側の開口端に向かうほど内径が小さくなる逆向きのテーパ状に形成されて、バリもこの電槽１内側の開口端に発生するので、弁体４を傷付けたり密着を阻害するようなおそれは生じない。しかしながら、このようにキャビティ金型に突起を形成すると、樹脂成形時に空気の逃げ場がなくなって、排気筒２２の上部まで樹脂が十分に回り込めずに成形不良となるだけでなく、離型の際の抵抗が大きくなってこの排気筒２２が変形するおそれもあるという問題が生じる。しかも、図６に示すように、排気筒２２の外側の開口端部に切り欠き部２２ｂを形成する場合には、このようにキャビティ金型にのみ突起を形成すると、この切り欠き部２２ｂを成形するための金型の作製が容易ではなくなるという問題も生じる。
特開平４−２４８２５２号公報

本発明は、排気筒の内周孔をコア金型とキャビティ金型から突出させた突起を突き合わせて成形することにより、バリが弁体を傷付けたり密着を阻害するようなことのない制御弁式鉛蓄電池及びその製造方法を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、内周孔が電槽内から外部に通じる樹脂製の排気筒とこの排気筒の外側の部分に装着された弁体とからなる制御弁を備えた制御弁式鉛蓄電池において、この排気筒に、電槽内側の開口端から外側に向かうほど内径が小さくなるテーパ状の内側内周孔が外側の開口端に至る途中まで形成されると共に、外側の開口端から電槽内側に向かうほど内径が小さくなるテーパ状又は内径が変化しない円筒状の外側内周孔がこの内側内周孔の先端まで形成されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記排気筒の外側の開口端部に切り欠き部が形成されると共に、前記外側内周孔がこの切り欠き部の先端まで形成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、内周孔が電槽内から外部に通じる排気筒とこの排気筒の外側部に装着された弁体とからなる制御弁を備えた制御弁式鉛蓄電池の製造方法において、コア金型から突出し先端側ほど外径が小さくなるテーパ状の突起と、キャビティ金型から突出し先端側ほど外径が小さくなるテーパ状又は外径が一定の円柱状の突起の先端面同士を突き合わせ、これらの突起の周囲に樹脂を充填することにより排気筒の内周孔部分をを樹脂成形することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、樹脂製の排気筒に、孔の途中で内周面が繋がる内側内周孔と外側内周孔とが形成されるので、樹脂成形時のバリがこの内周孔の途中に発生することになる。従って、この排気筒の外側の部分に弁体を装着しても、この弁体が傷付いたり密着を阻害されるようなおそれがなくなる。しかも、このバリを突き棒等で除去したとしても、除去し切れずに残ったバリが弁体を傷付けたり密着を阻害するようなおそれも生じない。

請求項２の発明によれば、樹脂製の排気筒の外側内周孔が切り欠き部の先端まで形成されるので、バリは、この切り欠き部の電槽内側の端に発生し、この切り欠き部を塞ぐようなおそれがなくなる。また、この外側内周孔と切り欠き部を成形するための金型の突起の突出量が同じになるので、この金型の作製が困難になるようなこともなくなる。

請求項３の発明によれば、コア金型の突起とキャビティ金型の突起が突き合わされた周囲に樹脂を充填して排気筒の内周孔部分が成形されるので、この突き合わせ部分の隙間に入り込んだ樹脂によるバリが内周孔の途中で発生することになる。従って、このようにして樹脂成形された排気筒の外側の部分に弁体を装着しても、この弁体が傷付いたり密着を阻害されるようなおそれがなくなる。しかも、このバリを突き棒等で除去したとしても、除去し切れずに残ったバリが弁体を傷付けたり密着を阻害するようなおそれも生じない。

以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図２を参照して説明する。なお、これらの図においても、図３〜図７に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。

本実施形態は、図３に示した従来例と同様の構成の制御弁式鉛蓄電池について説明する。本実施形態の制御弁式鉛蓄電池は、蓋板２の排気筒２２の構成のみが従来例と異なる。

本実施形態の排気筒２２は、図１に示すように、蓋板２の凹部２１の底面を貫通して上下に突出するほぼ円筒形の部分であり、この蓋板２と一体的に樹脂成形される。ただし、この排気筒２２の内周孔は、従来のような単一のテーパ孔ではなく、内側内周孔２２ｃと外側内周孔２２ｄとで構成されている。内側内周孔２２ｃは、排気筒２２における電槽１内側となる下側の開口端から上方の外側に向かうほど内径が小さくなるテーパ孔であり、上側の開口端に至る少し下方の途中まで形成されている。外側内周孔２２ｄは、排気筒２２の上側の開口端から下側に向かうほど内径が小さくなるテーパ孔であり、内側内周孔２２ｃの上端に至るまで形成されている。また、これらの内周孔２２ｃ，２２ｄの最小内径は等しくなるようにしているので、これらの内周孔２２ｃ，２２ｄのテーパ状の内周面は、階段状ではなく、稜線状に繋がっている。

上記排気筒２２の内周孔２２ｃ，２２ｄは、樹脂成形時に蓋板２の上方に配置するキャビティ金型の下向き面に、下方ほど外径が小さくなるテーパ状の突起を突設すると共に、蓋板２の下方に配置するコア金型の上向き面に、上方ほど外径が小さくなるテーパ状の突起を突設し、これらの金型を突起の先端面同士が突き合わされるようにして重ね合わせ、これらの突起の周囲に樹脂を充填することにより形成される。

上記構成によれば、キャビティ金型とコア金型の突起の突き合わせ面に精度誤差や摩耗による隙間が生じると、この隙間に樹脂が入り込んでバリが発生することになる。しかしながら、このバリは、排気筒２２における内側内周孔２２ｃと外側内周孔２２ｄとが繋がる上部付近の途中に水平方向に発生するので、この排気筒２２に弁体４を装着しても、この弁体４が傷付いたり、この弁体４と排気筒２２との密着が阻害されるようなおそれがなくなる。

ただし、上記バリは、内周孔２２ｃ，２２ｄの内周面から中心に向かって水平方向に発生するので、これらの内周孔２２ｃ，２２ｄを完全に塞いだり、完全には塞いでいないが、ガスの放出を阻害しかねない程度に塞ぐ可能性はある。しかしながら、このようなバリは、内周孔２２ｃ，２２ｄの最小内径よりも少し細い突き棒を押し通すことにより容易に除去することが可能である。そして、この際に除去し切れなかったバリは、内周孔２２ｃ，２２ｄの内部で折れ曲がった状態のまま留まるので、排気筒２２に弁体４を装着しても、この弁体４が傷付いたり、この弁体４と排気筒２２との密着が阻害されるようなおそれは生じない。

なお、上記実施形態では、内側内周孔２２ｃと外側内周孔２２ｄの最小内径が等しくなるようにした場合を示したが、これらの最小内径は等しくなくてもよい。この場合、これらの内周孔２２ｃ，２２ｄのテーパ状の内周面は、階段状に繋がることになる。また、上記実施形態では、内側内周孔２２ｃだけでなく、外側内周孔２２ｄもテーパ孔である場合を示したが、この外側内周孔２２ｄは、上下方向の長さが十分に短ければ、内径が変化しない円筒状の孔であってもよい。内側内周孔２２ｃをテーパ孔とするのは、コア金型の突起を円滑に離型するためであり、外側内周孔２２ｄも、テーパ孔であることが好ましいが、十分に短いものであれば円筒状の孔でも離型の際の抵抗が大きくなりすぎることはない。ここで、外側内周孔２２ｄをテーパ孔とし、内側内周孔２２ｃの上下方向の長さを十分に短くすれば、この内側内周孔２２ｃも円筒状の孔にすることができるはずでである。しかしながら、外側内周孔２２ｄの上下方向の長さを長くすると、図７に示したように、キャビティ金型にのみ突起を形成し内周孔２２ａを逆向きのテーパ孔にした場合と同様の問題が生じることになる。

また、上記実施形態では、排気筒２２の外側の開口端が平面である場合を示したが、図２に示すように、この外側の開口端部に切り欠き部２２ｂを形成することもできる。この場合、外側内周孔２２ｄは、切り欠き部２２ｂの下端より下方まで形成するようにすれば、内側内周孔２２ｃと繋がる部分に発生するバリが切り欠き部２２ｂを塞ぐのを防止することができる。しかも、丁度切り欠き部２２ｂの下端に沿う位置まで形成すれば、これら外側内周孔２２ｄと切り欠き部２２ｂを成形するためのキャビティ金型の突起の突出量を同じにして、金型の作製を容易にすることもできるようになる。さらに、図２では、外側内周孔２２ｄが内側内周孔２２ｃの最小内径よりも大きい円筒状の孔であり、この内側内周孔２２ｃと階段状に繋がる例を示したが、この外側内周孔２２ｄの内径を内側内周孔２２ｃの最小内径と等しくして稜線状に繋がるようにしてもよく、この外側内周孔２２ｄをテーパ孔としてもよい。

また、上記実施形態では、ゴム製のキャップからなる弁体４を用いる場合を示したが、この弁体４は、弁として機能するものであれば材質は任意であり、排気筒２２の外側の開口端を内圧によって開閉できる弁であれば、その構造も任意である。

また、上記実施形態では、６箇所の各セルにそれぞれ１個ずつの制御弁５（排気筒２２と弁体４）を設けた制御弁式鉛蓄電池について説明したが、この制御弁式鉛蓄電池のセル数は任意であり、各セルに２個以上の制御弁５を設けるようにすることも可能である。

また、上記実施形態では、電槽１と蓋板２からなる外装ケースを用いた制御弁式鉛蓄電池について示したが、少なくとも制御弁の排気筒が樹脂製であれば、どのような構成の外装ケースを用いた制御弁式鉛蓄電池にも同様に実施可能である。

本発明の一実施形態を示すものであって、制御弁式鉛蓄電池における制御弁の排気筒の構造を示す部分拡大縦断面図である。本発明の一実施形態を示すものであって、制御弁式鉛蓄電池における制御弁の排気筒の他の構造を示す部分拡大縦断面図である。従来例を示すものであって、制御弁式鉛蓄電池の構成例を示す斜視図である。従来例を示すものであって、制御弁式鉛蓄電池における制御弁の構造を示す部分拡大縦断面図である。従来例を示すものであって、制御弁式鉛蓄電池における制御弁の排気筒にバリが発生した場合を示す部分拡大縦断面図である。従来例を示すものであって、制御弁式鉛蓄電池における制御弁の排気筒に切り欠き部を形成した場合を示す部分拡大縦断面図である。従来例を示すものであって、制御弁式鉛蓄電池における制御弁の排気筒の内周孔を逆向きのテーパ孔にした場合を示す部分拡大縦断面図である。

符号の説明

２蓋板
２２排気筒
２２ｂ切り欠き部
２２ｃ内側内周孔
２２ｄ外側内周孔
４弁体
５制御弁

Claims

内周孔が電槽内から外部に通じる樹脂製の排気筒とこの排気筒の外側の部分に装着された弁体とからなる制御弁を備えた制御弁式鉛蓄電池において、
この排気筒に、電槽内側の開口端から外側に向かうほど内径が小さくなるテーパ状の内側内周孔が外側の開口端に至る途中まで形成されると共に、外側の開口端から電槽内側に向かうほど内径が小さくなるテーパ状又は内径が変化しない円筒状の外側内周孔がこの内側内周孔の先端まで形成されたことを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。
前記排気筒の外側の開口端部に切り欠き部が形成されると共に、前記外側内周孔がこの切り欠き部の先端まで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の制御弁式鉛蓄電池。
内周孔が電槽内から外部に通じる排気筒とこの排気筒の外側部に装着された弁体とからなる制御弁を備えた制御弁式鉛蓄電池の製造方法において、
コア金型から突出し先端側ほど外径が小さくなるテーパ状の突起と、キャビティ金型から突出し先端側ほど外径が小さくなるテーパ状又は外径が一定の円柱状の突起の先端面同士を突き合わせ、これらの突起の周囲に樹脂を充填することにより排気筒の内周孔部分をを樹脂成形することを特徴とする制御弁式鉛蓄電池の製造方法。