JP2010033993A - 蓄電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】 端子あるいは補助蓋の表面に電解液が達するのを阻止できる蓄電池を得る。
【解決手段】 電槽1と、前記電槽1を上方から被覆するとともに極柱5が挿入されて溶接されるブッシング6及び上面の一部に設けられた端子4を備えた蓋2とを有し、ブッシング6に端子4を接続するための導通部7が端子4及びブッシング6と一体成形されて端子部8を形成し、ブッシング6の下側部分6Bと導通部7とがインサート成型によって蓋2に埋め込まれてなり、ブッシング6に溶接された極柱5の端縁と蓋2に埋め込まれたブッシング6の端縁とを覆う合成樹脂Rを被着してなる。
【選択図】 図3
【解決手段】 電槽1と、前記電槽1を上方から被覆するとともに極柱5が挿入されて溶接されるブッシング6及び上面の一部に設けられた端子4を備えた蓋2とを有し、ブッシング6に端子4を接続するための導通部7が端子4及びブッシング6と一体成形されて端子部8を形成し、ブッシング6の下側部分6Bと導通部7とがインサート成型によって蓋2に埋め込まれてなり、ブッシング6に溶接された極柱5の端縁と蓋2に埋め込まれたブッシング6の端縁とを覆う合成樹脂Rを被着してなる。
【選択図】 図3
Description
本発明は蓄電池に関し、特に自動二輪車の搭載に適した蓄電池に関するものである。
自動二輪車に搭載される蓄電池は、四輪自動車用の蓄電池と比べて、それを搭載するための空間が限られ、走行時の衝撃や振動の影響を受けやすいことから、電槽は堅牢で、出力取出し用の端子は上方への突出が小さいものが一般的であり、原動機付自転車と言われる50ccクラスのものに搭載される機種を除けば、250ccクラスまでのものに搭載される機種の汎用性が最も高くなっている。
また、自動二輪車に搭載される蓄電池は、上記した250ccクラスのものでも、これを超えるクラスのものでも、それぞれの負荷が要求するだけの十分な出力電流が取り出せる端子にする必要があるが、上記したクラスを超える排気量の自動二輪車に搭載される蓄電池では、寸法を大きくすることができないという制約の下で、取り出す出力電流が大きくなることによる対策が考慮されたものが求められている。
取り出す出力電流が大きい蓄電池の構造としては、極板群から延びる極柱が挿入されて溶接されるブッシングが蓋に設けられ、蓋の上面の一部に形成された切欠き部に、前記ブッシングに接続される板端子を配して、板端子の上面が蓋の上面より突出しない構成のものが知られている。このような構成の蓄電池には特許文献1に示すものがある。特許文献1に示された蓄電池は、真鍮製の板端子の一端を垂直下方に折り曲げて垂直板部とし、その端部を蓋の上面に設けた凹部に嵌合させて固着するとともに、他端をコ字状に折り曲げてから水平方向に延出させて水平板部とし、その端部に形成した貫通孔に鉛合金製のブッシングを嵌合させて溶接したものである。
特開2003−077454号公報
上記特許文献1に開示された蓄電池では、極柱をブッシングに溶接する作業の他に、板端子の一端の垂直板部を蓋の上面に設けた凹部に嵌合させて固着する作業、板端子の他端の水平板部の貫通孔にブッシングを嵌合させて溶接する作業が必要であるため、製造に要する工数が増大するという問題があった。また、ブッシングに溶接される板端子が外部に露出しているため、蓋にインサート成型されたブッシングの界面を通って電解液が上方に移動すると、外部に露出した板端子に容易に達して、板端子変色あるいは腐食するという問題があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、製造に要する工数の増大が防止でき、端子の変色あるいは腐食が長期間に渡って防止できる、自動二輪車に搭載されるのに適した蓄電池を提供する。
すなわち、本発明の蓄電池は、隔壁によって内部が複数のセルに区画され、各セルに極板群が収納される合成樹脂製の電槽と、前記電槽を上方から被覆するとともに、前記極板群から延びる極柱が挿入されて溶接されるブッシング及び上面の一部に設けられた端子を備えた合成樹脂製の蓋とを有し、かつ前記ブッシングに前記端子を接続するための導通部が端子及びブッシングと一体成形されて端子部を形成するとともに、前記端子部のうちの少なくともブッシングの下側部分と前記導通部とがインサート成型によって蓋に埋め込まれたものであって、ブッシングに溶接された極柱の端縁と蓋に埋め込まれたブッシングの端縁とを覆う合成樹脂を被着したことを特徴(請求項1)とし、また、前記蓋を上方から覆うとともに裏面にリブを設けた合成樹脂製の補助蓋を有し、該リブに対向して蓋上面にリブを設け、この蓋上面のリブが前記ブッシング周縁の一部又は全部を包囲するように設けられてなることを特徴(請求項2)とし、また、前記導通部は外側に突出する環状の突起部、環状の窪み部又は断面積の一部を小さくした部分、の少なくとも一つを備えたことを特徴(請求項3)とする。
上記した如く、導通部が端子及びブッシングと一体成形されて端子部を形成し、導通部をインサート成型によって蓋に埋め込むことにより、端子を蓋に固定する作業が不要になるだけでなく、部品点数の削減と製造に要する工数の削減を図ることができる。また、導通部がブッシングの下側とともにインサート成型によって蓋に埋め込まれているから、ブッシングの界面と導通部の界面を通って電解液が移動しなければ、外部に露出した端子に至ることはない。また、蓋に埋め込まれたブッシングの端縁を覆って合成樹脂を被着しているから、ブッシングの界面を通って蓋の上面に移動してくる電解液の外部への漏出を防止することができる。さらに、裏面にリブを設けた合成樹脂製の補助蓋を、該リブに対向して蓋上面に設けたリブに当接させて蓋の上方から覆うことで、ブッシング周縁の一部又は全部をリブによって包囲することができるから、ブッシングの周縁を外部あるいは蓋上面から遮断することができ、電解液の、外部あるいは蓋上面への漏出を、より確実に防止することができる。
以下、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図1に、特に自動二輪車に搭載するのに適した鉛蓄電池(以下、単に蓄電池という)の斜視図の要部を示すが、この蓄電池を他の目的に使用することを妨げるものではない。図1に示した如く、この蓄電池10は、平面視矩形状の合成樹脂製の電槽1と、この電槽1の上方の開口を閉じるための平面視矩形状の合成樹脂製の蓋2と、この蓋2の上面全体を覆う合成樹脂製の補助蓋9とを備えたものであるが、後述するように、蓋に埋め込まれたブッシング6の端縁を覆って合成樹脂Rを被着した部分には補助蓋9が位置しないようにしてもよい。
前記蓋2は4つの角部のうち、一方の長辺の両側となる2つの角部に、それぞれ切欠き部3、3を形成し、各切欠き部3、3に正極及び負極を構成する端子4、4をそれぞれ配置(図では右側が正極端子、左側が負極端子である)し、さらに、凹凸部2Eを設け、該凹凸部2Eは前面2E1が端子4、4の前板部4B、4Bより突出し、上面2E2が端子4、4の天板部4A、4Aより突出するようにして、端子4、4間を金属片が橋絡することで発生する短絡を防止するようにしている。
図2に、蓋2の平面形状を説明するために、図1における補助蓋9を除去した平面図を示し、図3に、端子4、4の蓋2の内部における構造を説明するために、その一方の端子4を含む部位の断面図を示している(図2では排気弁を符号11で示しているが、図1では省略している)。これらの図は、蓋2には天板部2Dの長辺の両側に、極板群(図示せず)から延びる極柱5が挿入されて溶接されるブッシング6が、端子4の底部4F及び連結部4Gにおいて前記ブッシング6の上側部分6Aに接続される導通部7とともにインサート成型されていることを示している。前記ブッシング6に端子4を接続するための導通部7は鉛又は鉛合金によって端子4及びブッシング6と一体成形されて端子部8を形成している。なお、図3の5Aは極板群(図示せず)を構成する複数の正極板又は複数の負極板をそれぞれ一体化して正極又は負極の極柱5の下端に接続されるストラップである。また、ブッシング6と極柱5とは、ブッシング6の上側部分6Aの内径を下側部分6Bの内径より小さいテーパ状に形成し、極柱5の下端側の外径を上端側の外径より大きいテーパ状に形成することによって、極柱5をブッシング6に挿通しやすくするだけでなく、ブッシング6に極柱5を挿入する際の位置ずれを生じ難くしている。また、これにより、ブッシング6の上側部分6Aにおける極柱5との間隙が小さくなって該部分の溶接が容易になり、極柱5の表面に沿って這い上がってくる電解液がブッシング6の上側部分6Aから空間K内に移動しないようにすることができる。なお、図3のBで示した部分はブッシング6と極柱5とがバーナー等で溶接された溶接部分を示している。
また、図1及び図3の9で示した部分は補助蓋で、蓋2の天板部2Dに露出しているブッシング6の上側部分6Aと極柱5を覆うように蓋2に被せられる、矩形状のものである。図1〜図3に示した如く、蓋2の天板部2Dは底面2Bから上方に立ち上げた平面視矩形状の縦板部2Cの上端2Aよりも少し低い位置にあり、その上面の外周縁に、縦板部2Cに対してほぼ平行になる環状のリブ2Rが形成されるとともに、該リブ2Rは前述したブッシング6の上側部分6Aと極柱5の露出部分を囲んで円弧部2rを形成している。
そして、図3に示した如く、前記補助蓋9は、その外周縁に形成されたスカート部9Sをリブ2Rと縦板部2Cとの間に形成された溝2Mに入れ、リブ2R及び円弧部2rに対応する位置に形成されたリブ9R及び円弧部9rを溶融状態でリブ2R及び円弧部2rに当接させて溶着することで、リブ2R及び円弧部2rとリブ9R及び円弧部9rとで囲まれた内側の空間Kを密閉状態にしているが、この空間Kに合成樹脂Rを注入することで、ブッシング6の下側部分6Bと蓋2との界面を通って空間Kに電解液が移動してきても、あるいは極柱5とブッシング6との溶接部分Bに微小な空隙が生じた場合に、この微小な空隙を伝って空間Kに電解液が移動してきても、該空間Kからリブ2Rとリブ9Rとの溶着部や円弧部2rと円弧部9rとの溶着部に生じる微小な隙間を通って外部(補助蓋9の表面、すなわち蓄電池10の外部)に漏出しないようにすることができる。なお、合成樹脂Rを注入するのはリブ9Rとリブ2Rとの溶着前、円弧部9rと円弧部2rとの溶着前にするのがよいが、空間Kに対応する補助蓋9の一部に開口を設けておいて、前述した溶着後に該開口から樹脂を注入してもよい。前記合成樹脂Rとしてはエポキシ樹脂のような熱硬化樹脂が好ましい。なお、円弧部2rと円弧部9rは必ずしも円弧状である必要はない。
また、図3に示した如く、前記端子部8のうちの、ブッシング6の上側部分6Aを除いた下側部分6Bと導通部7とがインサート成型によって蓋2に埋め込まれている。前記導通部7は前記ブッシング6の下側部分6Bから水平方向に延びる第1水平板部7Aと、この第1水平板部7Aの端部から下方に垂下する縦板部7Bと、この縦板部7Bの下端から水平方向に延びて前記端子4の底部4F及び連結部4Gに接続される第2水平板部7Cとからなっており、前記ブッシング6には下側部分6Bの外側に上下方向に沿って複数の環状の突起部6Tが設けられ、前記導通部7の第1水平板部7Aには突起部7Tが設けられている。これにより、蓋2の上部の空間K内に電解液が移動してくるのを阻止するとともに、移動してきた電解液も端子4、4に達するのを阻止することができる。すなわち、前記突起部7Tを設けることで導通部7の沿面距離を長くすることができるが、突起部7Tに代えて環状の窪み部としてもよい。この突起部7T(または窪み部)は第1水平板部7Aと縦板部7Bの境界付近に設けると、電解液の移動を初期段階で抑えることができて好ましいが、膨出部2F内部の縦板部7Bに設けてもよい。また、図では突起部7Tを2箇所に設けているが、1箇所あるいは2箇所以上にしてもよく、複数の突起部7Tの各々の外周縁の異なる位置に切欠きまたは凹部を設けることで、導通部7の構成材料の量を減らして沿面距離を長く保つようにしてもよい。また、ブッシング6に設けた複数の環状の突起部6Tのうち、空間Kに最も近い突起部6T1はその外径を他の突起部のそれより大きくするとともに、その一部を導通部7の第1水平板部7Aに連なるようにすることで、溶接時の熱が蓋2に伝わって蓋2が軟化するのを防止している。また、第1水平板部7Aの表面(端子4の天板部4Aと平行な面)は必ずしも水平でなくてもよく、円弧状又は楕円弧状に膨出させてもよい。このような形状は第1水平板部7Aの表面に限らず、縦板部7Bの表面(端子4の前板部4Bと平行な面)や第2水平板部7Cの表面(端子4の天板部4Aと平行な面)も同様である。このように膨出させることで、インサート成型を確実に行うことができる。
前記端子部8は、図3に示した如く、下端に、インサート成型時にアンカー効果を発揮させるアンカー部4Tを一体成形しているが、別に形成して端子4の下端に溶接等によって一体化してもよい。このアンカー効果は、端子4の下端にアンカー部4Tが一体成形され、その平板状の底部4Fから下方に一体的に延びる連結部4Gの下端に一体形成されて、その平面視寸法が連結部4Gの寸法より大きくなるようにすることで奏されるが、具体的には、端子4に外部リード線を装着したボルトを螺着させる際に、その応力によって蓋2の底面2Bに埋め込まれた端子4の抜けを防止するものである。なお、アンカー部4Tの平面視形状としては長円にするのが好ましいが、前述の寸法を満たすものであれば、その形状は限定されない。
前記アンカー部4Tの底面は平坦であるが、端子部8に合成樹脂をインサート成型する際に、端子部8を固定するための金型が凸部を有したものであれば、アンカー部4Tの底面中央から連結部4Gに至るような凹部を設けておいて、互いに嵌合させるようにしてもよく、同様に端子部8を固定するための金型が凹部を有したものであれば、アンカー部4Tの底面を中央が突出するような円錐状の凸部を設けておいて、互いに嵌合させるようにしてもよい。
これにより、端子4は、アンカー部4T、導通部7及びブッシング6が蓋に埋設することができるから、蓋2と端子部8とを強固に一体化できる。なお、電槽1、蓋2及び補助蓋9の材料としては、上記したインサート成型に適しており、蓋2と補助蓋9との熱溶着に適したポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂が好ましい。
図4に本発明の他の実施形態に係る蓄電池に係る蓋2の平面形状を示し、図5に同その一方の端子4を含む部位の断面図を示しているが、図2、図3との相違点についてのみ説明する。すなわち、図4から明らかなように、円弧部2rを設けた部分のリブ2Rが一部省略されていることを特徴としている。リブ2Rの一部を、蓋2の縦板部2C側で省略することで、蓋に埋め込まれたブッシング6の端縁を覆って被着した合成樹脂Rの表面は外部と連なることになるが、このように合成樹脂Rを被着することで、蓋2の上面への電解液の移動を抑制することができる。
なお、図3及び図5は、いずれも補助蓋9が、蓋に埋め込まれたブッシング6の端縁を覆って被着した合成樹脂R、排気弁11及びセルごとに設けた排気口を一括して覆った図であるが、このような補助蓋9ではなく、図6に示したように、合成樹脂Rが被着された部分には補助蓋を設けないで、合成樹脂Rを露出させた状態にしてもよい。
なお、図1において、端子4は、長方形状の天板部4Aを有し、この天板部4Aの4辺のうちの正面視において右側となる辺以外の3辺からは下方に垂下する前板部4B、後板部4C及び左板部4Dを有し、正面視において右側となる辺からは下方に垂下する右板部4Eを有している。前記天板部4Aと前板部4Bには、ボルト(図示せず)を貫通させるための貫通孔4K1、4K2が形成され、前記右板部4Eには、端子4の内部にナット(図示せず)を挿入するための開口部が形成されている。このような貫通孔4K1、4K2と開口部とを形成したのは、車両の電装品に接続するための外部リード線の接続位置に応じた蓄電池の搭載形態にしたうえで、蓄電池と外部リード線とが最適な接続形態になるように、開口部からナットを挿入させるとともに外部リード線を装着したボルトを前記貫通孔4K1、4K2のいずれかから挿通して螺着させるためである。なお、ここに述べた端子4の形状は一例であり、他の形状のものであってもよい。
上記した如く、本発明に係る蓄電池は、自動二輪車に搭載するのに適しており、特に空間Kに移動してきた電解液が、端子あるいは補助蓋の表面(蓄電池の外部)に達することを阻止できるから、その産業上の利用可能性は大である。
1…電槽、2…蓋、2A…上端、2B…底面、2C…縦板部、2D…天板部、2E…凹凸部、2F…膨出部、2M…溝部、2R…リブ、2r…円弧部、3…切欠き部、4…端子、4A…天板部、4B…前板部、4C…後板部、4D…左板部、4E…右板部、4F…底部、4G…連結部、4J…開口部、4K1、4K2…貫通孔、4T…アンカー部、5…極柱、6…ブッシング、6A…上側部分、6B…下側部分、6T…突起部、7…導通部、7A…第1水平板部、7B…縦板部、7C…第2水平板部、7T…突起部、8…端子部、9…補助蓋、9R…リブ、9r…円弧部、9S…スカート部、10…蓄電池、B…溶接部分、K…空間 R…合成樹脂
Claims (3)
- 隔壁によって内部が複数のセルに区画され、各セルに極板群が収納される合成樹脂製の電槽と、前記電槽を上方から被覆するとともに、前記極板群から延びる極柱が挿入されて溶接されるブッシング及び上面の一部に設けられた端子を備えた合成樹脂製の蓋とを有し、かつ前記ブッシングに前記端子を接続するための導通部が端子及びブッシングと一体成形されて端子部を形成するとともに、前記端子部のうちの少なくともブッシングの下側部分と前記導通部とがインサート成型によって蓋に埋め込まれた蓄電池であって、ブッシングに溶接された極柱の端縁と蓋に埋め込まれたブッシングの端縁とを覆う合成樹脂を被着したことを特徴とする蓄電池。
- 請求項1に記載の蓄電池において、蓋を上方から覆うとともに裏面にリブを設けた合成樹脂製の補助蓋を有し、該リブに対向して蓋上面にリブを設け、この蓋上面のリブが前記ブッシング周縁の一部又は全部を包囲するように設けられてなることを特徴とする蓄電池。
- 請求項1又は2に記載の蓄電池において、導通部は外側に突出する環状の突起部、環状の窪み部又は断面積の一部を小さくした部分、の少なくとも一つを備えたことを特徴とする蓄電池。
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