JP2008034292A - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタの目詰まりを防止して排気効率の低下を抑制し得る密閉型鉛蓄電池の提供。
【解決手段】極板群を収納して左右に並設された複数のセルを有する電槽体と、側壁を有して電槽体を上方から被覆する蓋体とが設けられ、蓋体は中蓋と中蓋の開放部を上方から覆う上蓋８とを有し、蓋体に、セル毎に対応する位置にセル内で発生したガス１０をセルから排出する排気孔が形成され、排気孔から蓋体に設けた排気口へ向けてガスを案内する案内路が設けられ、案内路の途中に、各排気孔からのガスを集める排気室２０、２６が設けられるとともに排気室にはフィルタ２１，２２が配置され、各排気孔からのガスはフィルタの下方から上方へ向けて流れるよう構成されており、排気室におけるフィルタより上部が排気口に連通されている構成の密閉型鉛蓄電池。
【選択図】図３

Description

本発明は、密閉型鉛蓄電池に関し、特にその蓋体の構造に関する。

一般に、密閉型鉛蓄電池を車両に搭載する場合、セルから発生するガスへの引火を防ぐためには、ガスを拡散させない一括排気構造とすることが有効である。このような一括排気構造としたものとして、特許文献１に示すものがある。

また図８および９に示すような一括排気構造としたものがある。これは、電槽体４に上方から重ねられる中蓋７と、中蓋７を上方から覆う上蓋８とを有して、ガス１０は、中蓋７と上蓋８との間に設けた排気室（共通空間）９に集合し、フィルタ（防爆フィルタ）１９、排気路３０を順に通過して排気口１２から外部に排出されるよう構成されている。
実開昭５７−１０７２７１号公報

図８、９で示す従来例の場合、ガス１０は排気室９のフィルタ１９を、重力と同一方向に流れるようにして通過する構成となっている。このため、ガス１０が水分を含んでいると、そのガス１０の通過により、フィルタ１９上に液滴が溜まり続けてしまい、フィルタ１９が目詰まりをおこし易く、排気効率を低下させてしまうという課題があった。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、フィルタの目詰まりを防止して排気効率の低下を抑制し得る密閉型鉛蓄電池の提供を課題とする。

本発明の密閉型鉛蓄電池は、複数枚の電極板からなる極板群を収納して左右に並設された複数のセルを有する電槽体と、側壁を有して電槽体を上方から被覆する蓋体とが設けられ、蓋体は中蓋と中蓋の開放部を上方から覆う上蓋とを有し、蓋体に、セル毎に対応する位置にセル内で発生したガスをセルから排出する排気孔が形成され、排気孔から蓋体に設けた排気口へ向けてガスを案内する案内路が設けられ、案内路の途中に、各排気孔からのガスを集める排気室が設けられるとともに排気室にはフィルタが配置され、各排気孔からのガスはフィルタの下方から上方へ向けて流れるよう構成されており、排気室におけるフィルタより上部が排気口に連通されていることを特徴としている。

上記構成において、セルから発生したガスが、案内路を通り排気室へ至るときフィルタをその下方から上方に向かって通過し、その際に水分がフィルタによって除去され、ガスは排気室から案内路を通過して排気口から排気されるようになり、フィルタに付着した水分は重力によって下方へ落下するから、フィルタの目詰まりが生じにくく、したがって、排気効率の低下が抑制される。

本発明の密閉型鉛蓄電池は、複数枚の電極板からなる極板群を収納して左右に並設された複数のセルを有する電槽体と、側壁を有して電槽体を上方から被覆する蓋体とが設けられ、蓋体は中蓋と中蓋の開放部を上方から覆う上蓋とを有し、中蓋に、セル毎に対応する位置にセル内で発生したガスをセルから排出する排気孔が形成され、排気孔から蓋体に設け排気口へ向けてガスを案内する案内路が設けられ、該案内路の途中に上蓋の裏面側に上方へ向けて窪んで排気孔から排出されたガスを前記排気口へ向けて案内する凹部が形成され、凹部に対する排気孔側に排気孔から排出されたガスが集まる排気室が設けられ、排気室に排気孔から排出されたガスが下方から通過するフィルタが設けられていることを特徴としている。

上記構成において、各セルに対応する排気孔から排出されたガスは、フィルタの下方から上方へ向けて流れるよう案内されて上蓋の凹部に至り、凹部から排気口に案内されて外部に排出されることになる。この場合、ガスが、フィルタを下方から通過するように重力に対して流れるよう案内されることで、ガスに含まれる水分がフィルタに接触しても、水分は重力により滴下し、ガスは順次排気口に送られるから、水分によるフィルタの目詰まりが防止され、排気効率の低下が抑制される。

本発明の密閉型鉛蓄電池では、排気口はフィルタよりも下位に配置されていることを特徴としている。

上記構成のように、排気口をフィルタよりも下位に配置することで、一端重力と反対方向へ流れたガスが、排気口側では重力方向に向くことになるから、ガスが排気口から円滑に排出されることになる。

本発明の密閉型鉛蓄電池では、案内路は、上蓋の裏面に形成されて上方へ向けて窪むよう形成された凹部と、上蓋に設けられて凹部の一部をその下方で覆う案内板とから構成されていることを特徴としている。

上記構成のように、上蓋に直接的に案内路を形成することにより、特別な部材を設けることなく案内路の一部を形成することが可能になる。

本発明の密閉型鉛蓄電池では、案内路の凹部は、上蓋の一部を案内板を残して穿設されて、この穿設した部分を覆うように上蓋の上方からシールをすることで形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、案内路を長くとりたい場合に、上蓋の一部を案内板を残してこれを穿設した後に、穿設した部分を覆うように上蓋の上方からシールをするという簡単な方法で、案内路を必要に応じて長く形成することができる。

本発明の密閉型鉛蓄電池によれば、凹部に対する排気孔側に排気孔から排出されたガスを集める排気室を設け、排気室に排気孔から排出されたガスが下方から通過するフィルタを設けて排気室から排気口へガスを排気するよう構成しているから、ガスに含まれる水分がフィルタに接触しても、水分は重力により滴下し、ガスは順次排気口に送られるから、水分によるフィルタの目詰まりが防止され、排気効率の低下を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態に係る密閉型鉛蓄電池（以下単に「蓄電池」と記載する）を、３セルの場合の一括排気構造を例に図面に基づいて説明するが、６セル構造の蓄電池についても適用できる。

図１の平面図および図２の正面図に示すように、この実施形態における蓄電池１は、複数枚の電極板からなる極板群２を収納して左右に並設されたセル３を有する上側開放の直方体形状の電槽体４と、側壁５を有して電槽体４を上方から被覆する蓋体６とを備えている。蓋体６は、電槽体４に上方から嵌合する中蓋７と、中蓋７にさらに上方から嵌合してこれを覆う上蓋８とを有する。

中蓋７に、セル３毎に対応する位置にセル３内で発生したガス１０をセル３から排出する排気孔（液口栓を兼用する）１１が形成され、排気孔１１から排出されたガス１０を、中蓋７の側壁５に設けた排気口１２に案内する案内路１３が、中蓋７と上蓋８とに形成されている。

上蓋８はその外周部が下方に突出するフレーム状に形成された嵌合枠体部１４を有し、中蓋７に上蓋８の嵌合枠体部１４を嵌合させることで、中蓋７の上面と上蓋８の下面との間に偏平な空間が確保されることになり、この空間が前記案内路１３として用いられる。また上蓋８の下面１５に凹部１６が形成されており、この凹部１６もまた、案内路１３として用いられる。

図３の拡大断面図に示すように、凹部１６は上蓋８の後部下面を上方に向けて窪むように形成されている。すなわち凹部１６は、上蓋８の一部を切欠いて形成されており、凹部１６の下方には凹部１６の一部をガス１０の流れ方向で覆う案内板１７が凹部１６の前後にわたすよう上蓋８に一体的に形成されている。案内板１７の上面１７ａは平面に形成されている。なお、案内板１７は凹部１６を形成する際に残存するようにした上蓋８の一部である。

凹部１６の上流側部、下流側部は平面視して円形に形成され（図１参照）て、下流側部と上流側部とを連通するトンネル状の連通路１８が案内板１７の上側に形成されている。凹部１６の下流側部には各排気孔１１からのガス１０が集まる（一括して集められる）第一排気室２０が設けられ、この第一排気室２０の径は、連通路１８に比べて大きくなるよう形成されている。

第一排気室２０を形成する上蓋８の下面１５および案内板１７の下流側部下面に防爆フィルタ２１を設置するための環状の切欠２３が形成され、この切欠２３に下方から防爆フィルタ２１が内嵌されており、上蓋８と案内板１７に亙るように、防爆フィルタ２１外周部を下方から支持する支持環部材２４が、例えば上蓋８と案内板１７にヒートシールすることで固定されている。

支持環部材２４の中心孔２５は、防爆フィルタ２の下方からガス１０を連通路１８に導く案内孔としての機能を有する。なお、支持環部材２４はヒートシールによる固定でなくてもよく、あるいは、上蓋８と支持環部材２４とに、嵌合部と被嵌合部とを設けて両者を着脱自在とする構成も選択することができる。

凹部１６の上流側部には第一排気室２０とほぼ同径の第二排気室２６が配置されている。この第二排気室２６は中蓋７に形成されるもので、第二排気室２６は、上側開放で有底の筒状に形成されている。第二排気室２６の外周壁２７における上下方向途中に、段付き面２８が形成されており、この段付き面２８に防爆フィルタ２２が載置されている。防爆フィルタ２２の下方で外周壁２７に、排気口１２へ連通する排気路３０を形成する案内管３１が一体に形成されており、案内管３１はその先端部が側壁５に設けられた排気口１２に排気路３０が連通されるよう延長されている。

図４および図５の断面図は、凹部１６形成する際の工具（金型）３２を示す。工具３２は、下流側が円弧状に形成されて平面視略半縁に形成された半円柱状の本体３３と、本体３３の下部側に設けた支軸３４回りに回動自在に支持された前後一対のアーム３６と、各アーム３６の先端（上部）３７に別の支軸３５回りに回動自在に設けた打抜き片３８とを有する。支軸３５はアーム３６に形成されてその長手方向に沿う長孔３６ａに遊嵌されている。

打抜き片３８は下流側開放の平面視略コ字形に形成されており、下流側で支軸３５に支持される前後両側の取付け部４０と、前後の取付け部４０の上流側をわたすように一体的に形成された打抜き部４１とから構成されている。打抜き部４１は充実断面に形成されている。

上記構成において、各セル３から発生したガス１０は、排気孔１１を通過して中蓋７と上蓋８とに形成された案内路１３に入る。このとき、第二排気室２６は有底の円筒状に形成されており、中蓋７と上蓋８とに形成された案内路１３とは区画されているから、ガス１０が流れ得る方向としては第一排気室２０のみとなって、ガス１０は第一排気室２０に向かい、支持環部材２４の中心孔２５を通過して、防爆フィルタ２１の下方からその上方に向かって案内されて凹部１６に至る。

このとき、ガス１０が水分Ｗを含んでいると、その水分Ｗは防爆フィルタ２１で捕獲（通過防止）されて、防爆フィルタ２１の上方にはほとんど至らない。つまり、防爆フィルタ２１で捕獲された水分Ｗは重力によって落下し、ほとんどガス１０のみが防爆フィルタ２１を通過して上方に至ることにより、防爆フィルタ２１が目詰まりしなくなる。

防爆フィルタ２１を通過してその上方に移動したガス１０は、連通路１８を通過して第二排気室２６に至り、再び防爆フィルタ２２を通過して第二排気室２６から排気路３０を通過して排気口１２に至って中蓋７の側壁５から蓄電池１の外部に排出される。

このように、セル３から発生したガス１０を防爆フィルタ２１の下方から上方、即ち重力方向と反対の方向へ移動させるようにした構成としたことで、ガス１０中の水分が防爆フィルタ２１で捕獲されて重力によって落下するから、防爆フィルタ２１の目詰まりを防止し、したがってガス１０の排気効率の低下を抑制することができる。また、排気口１２は第一排気室２０に比べて低い位置にあるから、その分だけガス１０の排出が円滑に行われる。

なお、図４および図５の断面図に基づいて、連通路１８を形成する手順を説明すると、予め上蓋８の下面に案内板１７となる縦壁５０を残すようにしてその下流側、上流側に凹部５１，５２をそれぞれ形成しておき、例えば下流側の凹部５１に工具３２の本体３３を、その上面３３ａが凹部５１の下面に当接するようにして、且つ本体３３の下流側外周面を凹部５１の側面５１ａに当てた状態とし、本体３３の支軸３４回りに各アーム３６を回動（図では時計方向）させる。

そうすると、アーム３６の先端３７に支軸３５回りに回動自在に設けた打抜き片３８が、支軸３５が長孔３６ａ内を移動するようにして、上流側へ突出し、この打抜き片３８の移動によって縦壁５０の上部が打抜かれ、凹部５１，５２どうしがつながって連通路１８が形成される。

図６は、連通路１８を長く確保したい場合の例を示す断面図であり、上記のような工具３２によって連通路１８を形成するのが難しい場合の例である。図６では、予め上蓋８に案内板１７を残すようにして、凹部２６となる穴５５を穿設しておき、その後、薄板状の蓋体５６を上蓋１８に、例えばヒートシールによって被せて穴５５を覆うようにして凹部２６とするものである。何れにしても、ガス１０は防爆フィルタ２１の下方から上方に向けて通過するから、上記実施形態と同様に、防爆フィルタ２１の目詰まりを防止して、排気効率の低下を抑制することができる。

図７は別の実施形態を示す。図７に示す例では、第一排気室６２および第二排気室６３は何れも有底の円筒形状の周壁６０，６１によって形成されており、第一排気室６２および第二排気室６３を、中蓋７および上蓋８の双方の組合わせによって形成している。

すなわち、中蓋７、上蓋８のそれぞれに、第一排気室６２および第二排気室６３を形成する周壁部６４，６５，６６，６７が形成されており、これら周壁部６４，６５，６６，６７を上下にヒートシールすることで、第一排気室６２および第二排気室６３を形成している構成とされている。

第一排気室６２へのガス１０の流入口７０は、第一排気室６２の円筒状の周壁６０の下部にあり、第一排気室６２のガス１０の流出口７２は周壁６０の上部に形成されている。第一排気室６２内の防爆フィルタ７４は、段付き面７６を形成して段付き面７６に載置することで流入口７０に比べて上位に配置されている。

第二排気室６３のガス１０の流入口７１は円筒状の周壁６１の上部に形成されており、第二排気室６３内の防爆フィルタ７５は、周壁６１内に段付き面７７を形成することでその上面に載置されて流入口７１に比べて下位に配置されている。第二排気室６３の流出口７３は、防爆フィルタ７５よりも下位で周壁６１に形成されて、流出口７３は蓋体の側部に形成した排出口に、案内管７８を介して連通接続されている。

第一排気室６２の流出口７２および第二排気室６３の流入口７１はともに上部で連通する連通路８０を形成する連通管８１で接続されており、第一排気室６２内のガス１０が直接第二排気室６３へ移動するようになっている。

上記構成においてもセルで発生したガス１０は防爆フィルタ７４の下方から上方に向けて通過するから、ガス１０に含まれる水分Ｗは、防爆フィルタ７４で捕獲されて、重力によって落下することで、防爆フィルタ７４の目詰まりを防止でき、排気効率の低下を抑制することができる。

本発明の実施形態を示す蓄電池の平面図 同じく正面図 同じく要部拡大正面断面図 同じく凹部の形成前の状態を示す拡大正面断面図 同じく凹部の形成後の状態を示す拡大正面断面図 同じく別の凹部形状を示す拡大正面断面図 別の実施形態を示す要部拡大正面断面図 従来の蓄電池の平面図 同じく正面図

符号の説明

１…蓄電池、３…セル、５…側壁、７…中蓋、８…上蓋、１０…ガス、１１…排気孔、１２…排気口、１３…案内路、１６…凹部、１７…案内板、１８…連通路、２０…第一排気室、２１…防爆フィルタ、２２…防爆フィルタ、２４…支持環部材、２５…中心孔、２６…第二排気室、３０…排気路、３２…工具、３３…本体、３４…支軸、３６…アーム、５０…縦壁、５６…蓋体、Ｗ…水分

Claims (5)

1. 複数枚の電極板からなる極板群を収納して左右に並設された複数のセルを有する電槽体と、側壁を有して電槽体を上方から被覆する蓋体とが設けられ、蓋体は中蓋と中蓋の開放部を上方から覆う上蓋とを有した密閉型鉛蓄電池であって、
   蓋体に、セル毎に対応する位置にセル内で発生したガスをセルから排出する排気孔が形成され、排気孔から蓋体に設けた排気口へ向けてガスを案内する案内路が設けられ、案内路の途中に、各排気孔からのガスを集める排気室が設けられるとともに排気室にはフィルタが配置され、各排気孔からのガスはフィルタの下方から上方へ向けて流れるよう構成されており、排気室におけるフィルタより上部が排気口に連通されていることを特徴とする密閉型鉛蓄電池。
2. 複数枚の電極板からなる極板群を収納して左右に並設された複数のセルを有する電槽体と、側壁を有して電槽体を上方から被覆する蓋体とが設けられ、蓋体は中蓋と中蓋の開放部を上方から覆う上蓋とを有した密閉型鉛蓄電池であって、
   中蓋に、セル毎に対応する位置にセル内で発生したガスをセルから排出する排気孔が形成され、排気孔から蓋体に設けた排気口へ向けてガスを案内する案内路が設けられ、案内路の途中に、上蓋の裏面側に上方へ向けて窪んで排気孔から排出されたガスを前記排気口へ向けて案内する凹部が形成され、凹部に対する排気孔側に排気孔から排出されたガスが集まる排気室が設けられ、排気室に排気孔から排出されたガスが下方から通過するフィルタが設けられていることを特徴とする密閉型鉛蓄電池。
3. 排気口はフィルタよりも下位に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の密閉型鉛蓄電池。
4. 案内路は、上蓋の裏面に形成されて上方へ向けて窪むよう形成された凹部と、上蓋に設けられて凹部の一部をその下方で覆う案内板とを備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の密閉型鉛蓄電池。
5. 凹部は、上蓋の一部を案内板を残して穿設されて、この穿設した部分を覆うように上蓋の上方からシールをすることで形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４の何れかに記載の密閉型鉛蓄電池。

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