JP2012059480A - 鉛蓄電池 - Google Patents

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信 大崎
Tadashi Shioda
匡史 塩田
Eiji Hojo
英次 北條
Takahide Nakayama
恭秀 中山
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Abstract

【課題】蓋体と上蓋との接合状態の不良の有無を検出することができるとともに、その抑制が図れる鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】電槽、蓋体1、及び前記蓋体1の上面に形成した凹部4を覆う上蓋を備え、各セル室から排気されたガスを特定のセル室に集めるための空間と該ガスを外部に排出するための案内経路8を、前記凹部4の底壁4Aから上方へ突出させた環状の突出部4Cと、前記上蓋の下面から下方に突出させた環状の接合部とを接合することによって形成し、前記空間を形成する底壁側の突出部4Cと上蓋側の接合部を、鉛蓄電池の後方側および/または両短辺方向において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より小さくし、鉛蓄電池の前方側において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より大きくしてなる。
【選択図】図2

Description

本発明は、特に自動二輪車への搭載に適した鉛蓄電池に関するもので、詳しくは、複数のセル室を備えた電槽と、該電槽の上部開口を覆う蓋体と、前記蓋体の上面に形成した凹部を覆う上蓋とを備えた鉛蓄電池に関するものである。
上記した鉛蓄電池は、例えば、複数に仕切られたセル室を備えた電槽と、該電槽の上部開口を覆う蓋体とを備え、該蓋体は上面に凹部が形成され、該凹部は、底部を形成する底壁とその底壁の外周縁から上方に立ち上げられた縦壁とを有し、前記縦壁よりも内側に位置する底壁に上方へ突出する環状の突出部を備えるとともに、該突出部の内側の底壁に前記複数のセル室からのガスをそれぞれ排気する排気孔を備え、該複数の排気孔から排気されたガスを特定のセル室側へ集めるための空間を形成するべく、前記蓋体の凹部を閉じる上蓋を備えている。そして、前記空間は、前記上蓋の下面に形成される接合部と前記突出部とが接合されることで形成され、前記特定のセル室に対応した前記底壁に設けた、前記排気孔とは異なる開口を介してガスが外部に排出されるように、ガスを外部へ排出するための排出口まで案内する排気経路を、前記開口の周縁の仕切壁に上蓋を接合することにより形成し、前記排気経路をトンネル状に構成したものが、例えば、特許文献1にて提案されている。
上記特許文献1の構成の鉛蓄電池では、排出口から加圧エアを注入して蓋体と上蓋との接合状態を確認するが、加圧エアが開口に装着された弁によってブロックされるため、蓋体の突出部と上蓋の接合部との接合状態に異常があっても、その確認ができない不都合があった。
上記した課題を解決するものとして、例えば、特許文献2に記載のような提案がなされている。
上記特許文献2に記載の提案は、複数に仕切られたセル室を備えた電槽と、該電槽の上部開口を覆う蓋体1とを備え、かつ前記蓋体1の上面には、下方に凹んだ凹部4が形成されるとともに該凹部4を閉じる上蓋5を備え、前記凹部4は、底部を形成する底壁4Aとその底壁4Aの外周縁から上方に立ち上げられた縦壁4Bとを有し、前記縦壁4Bよりも内側に位置する底壁4Aに上方へ突出する環状の突出部4Cを備え、該突出部4Cの内側の底壁4Aに前記複数のセル室からのガスをそれぞれ排気する排気孔4Dを備え、該複数の排気孔4Dから排気されたガスを特定のセル室側へ集めるための空間を、前記突出部4Cと前記上蓋5に設けた接合部5Cとを接合することで形成し、かつ前記突出部4Cと前記縦壁4Bとの間に形成される環状の溝部4Mを前記上蓋5の外周縁5Gで覆い、前記特定のセル室に集められたガスを外部に排出するべく、前記特定のセル室に対応する前記底壁4Aに形成された前記排気孔とは異なる第2排気孔4Fを該底壁4Aに備え、前記第2排気孔4Fから排出されたガスを外部に導く案内経路8を、前記溝部4Mと隔離して形成したもので、蓋体1の突出部4Cと上蓋5の接合部5Cとの接合状態の良否判定を可能にしたものである。
上記特許文献2の構成の鉛蓄電池では、蓋体1に形成した切欠き部(第1蓋部分1A)に左右一対の端子2、3を備え、電槽から延びる、電力を取り出すための極柱が挿入されて溶接される筒状のブッシング6(7)を蓋体1内に備え、このブッシング6(7)の上部側と該ブッシング6(7)と水平方向で並置される端子2(3)の下部側とを連結する導通部(図示せず)を備え、前記端子2(3)とブッシング6(7)と導通部とが一体成形によって端子部を構成したものであり、極板高さを上げて極板の大型化に対応できるが、ブッシングのない樹脂巻き端子を用いた既存電池との互換性を考えた場合には、端子2(3)とブッシング6(7)とを、上方から見て直線状に配置して端子2(3)の位置を共通にしなければならないため、出願人は蓋体1の左右短側面の縦板部に弧状凸部を形成する発明を完成させて、それを特許出願している。
特開2002−324537号公報(図1参照) 特開2010−044878号公報(図1参照)
ところが、上記した蓋体の左右短側面の縦板部に弧状凸部を形成する発明では、複数の排気孔から排気されたガスを特定のセル室側へ集めるための空間を、前記突出部と前記上蓋に設けた接合部とを熱溶着によって接合して形成する場合、弧状凸部を設けたことで、前記縦板部と弧状凸部の内側部分に位置する突出部との間に形成される環状の溝部の幅が小さくなってしまうため、蓋体の突出部の肉厚を小さくして前記溝部の幅が小さくならないようにしているが、蓋体の突出部の肉厚を小さくすると、該突出部と上蓋の接合部との接合時に、弧状であることから、上蓋が斜め方向に僅かにずれた場合に接合状態に不具合が生じることがある。本発明が解決しようとする課題は、前述した状況に鑑み、上蓋が斜め方向に僅かにずれた場合も、接合状態に不具合が生じないようにすることができる鉛蓄電池を提供することを課題とする。
本発明は、前述の課題解決のために、以下の構成を有する。
(1)複数のセル室を備えた電槽と、前記電槽の上部開口を覆う蓋体と、前記蓋体の上面に形成した凹部を覆う上蓋とを備え、前記上蓋によって、各セル室から排気されたガスを特定のセル室に集めるための空間と、前記特定のセル室に集められたガスを外部に排出するための案内経路とが形成されてなる鉛蓄電池であって、前記凹部の底部を形成する底壁の、該底壁から上方へ突出させた環状の突出部と、前記上蓋の下面の、該下面から下方に突出させた環状の接合部とを、接合することによって前記空間及び案内経路を形成するとともに、前記空間を形成する底壁側の突出部と上蓋側の接合部を、鉛蓄電池の後方側および/または両短辺方向において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より小さくし、鉛蓄電池の前方側において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より大きくしたことを特徴とする鉛蓄電池である。
(2)前記蓋体は、電槽内の極板群から延びる極柱が挿入されて溶接される筒状のブッシングを備え、かつ前記ブッシングの上部側と、前記ブッシングと水平方向で並置されて設けられる端子の下部側とを連結する導通部によって、前記端子とブッシングとが一体化されて端子部を構成するとともに、インサート成型によって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埋め込まれてなり、前記ブッシングの周囲に位置する底壁側の突出部と該突出部に接合される上蓋側の接合部を長辺方向に対して弧状に突出させて形成し、この弧状に突出させた底壁側の弧状突出部の肉厚を上蓋側の弧状接合部の肉厚より小さくしたことを特徴とする、前記(1)の鉛蓄電池である。
(3)前記案内経路は、上蓋の下面に下方に突出した環状の接合部と、これに合致するように底壁から突出させた突出部とが接合されることで形成される第1案内経路と、ガスを前記第1案内経路の終端から外部に導く排出口までの間に形成されるトンネル状の第2案内経路とからなることを特徴とする、前記(1)または(2)の鉛蓄電池である。
上記した構成、すなわち鉛蓄電池の後方側(端子が設けられていない側)および/または両短辺方向において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より小さくし、鉛蓄電池の前方側(端子が設けられている側)において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より大きくする構成を採用することにより、上蓋が斜めに僅かにずれた場合であっても、底壁側の突出部と上蓋側の接合部とが接触しない部分を生じないようにすることができ、接合状態に不具合が生じないようにできる。
本発明の鉛蓄電池の斜視図である。 本発明の鉛蓄電池の上蓋を装着する前の平面図である。 上蓋を示し、(a)はその平面図、(b)はその裏面図、(c)は図7(b)におけるC−C線断面図である。
以下、本発明に係る鉛蓄電池を、その実施形態に基づいて説明する。なお、以下の図においては、蓋体1の長辺方向を左右方向とし、長辺方向と直交する方向(短辺方向)を前後方向とし、端子が設けられている方向を前方とする。
図1に、本発明に係る鉛蓄電池の斜視図を示す。この鉛蓄電池10は、平面視矩形状の電槽11と、この電槽11の上部開口を覆う平面視矩形状の蓋体1と、前記蓋体1の上面に形成した、後述する凹部4を覆う上蓋5とを備えている。
前記蓋体1は、4つの角部のうち、蓋体1の一方(前方)の長辺の両側となる2つの角部にそれぞれ切欠き部30、30を形成し、これら切欠き部30、30に正極及び負極を構成する端子2、3(右側の端子が負極端子3で、左側の端子が正極端子2になっている)をそれぞれ配置し、蓋体1の上面(第1蓋部分)1Aよりも端子2、3の天板部2A、3Aの上面が突出することがないようにしている。
図2に、前記鉛蓄電池の上蓋5の装着前の平面図を示す。図2に示した如く、蓋体1は、上蓋5が装着される部分とその後方に位置する部分とからなる第1蓋部分1Aと、前述の端子2、3が備えられた切欠き部30、30と前記端子2、3のフラット面31とからなる第2蓋部分1Bとを有しており、上蓋5が装着される部分には、下方に凹んだ凹部4が形成されている。この凹部4は、底部を形成する底壁4Aと、その底壁4Aの外周縁から上方に立ち上げられた縦壁4Bとによって形成され、該凹部4の内側に、前記底壁4Aの前記縦壁4Bよりも内側に位置する部分に、上方へ突出する環状の突出部4Cを備えている。この突出部4Cの上面は、縦壁4Bの高さよりも低くなっているが、同一高さであってもよい。このようにするのは、後述するように、上蓋5の接合部5Cの下端と蓋体1の突出部4Cとを溶融させて一体化させる際に、上蓋5の外周縁5Gが溝部4Mを覆うとともに、上蓋5の上面が第1蓋部分1Aとほぼ同じ平面上になるようにするためである。また、前記凹部4には、前記突出部4Cの内側の底壁4Aに、複数(6個)のセル室からのガスをそれぞれ排気する排気孔4Dを備えている。
次に、前記凹部に装着される上蓋5を、図3によって説明する。図3(a)は上蓋5の平面図、同(b)は上蓋5の裏面図、同(c)は同(b)におけるC−C線断面図である。上蓋5は、前述した複数の排気孔4Dから排気されたガスを特定のセル室側へ集めるための空間を突出部4Cの内側に形成すべく、その裏面に設けた接合部5Cを前記突出部4Cに接合している。図2及び図3では、右側から2番目のセル室を特定のセル室にしたもので(特定のセル室はこの場所でなくてもよい)、この特定のセル室と他のセル室の排気孔4Dは、図2の突出部4Cと図3の接合部5Cとを接合した後は、他のセル室からのガスが特定のセル室内に流れ込むように前記空間が形成されるとともに、前記特定のセル室に通じる開口4Fから排気口1Kを通って外部に排出するための案内経路8が形成されるように、前記突出部4Cとは別の突出部4Tが蓋体1に設けられるとともに、接合部5Cとは別の接合部5Tが上蓋5の裏面に設けられている。前記上蓋5は、蓋体1や電槽11と同じ材質の合成樹脂で形成されており、熱溶着によって前記突出部4Cと前記接合部5Cとが接合されるとともに、前記突出部4Tと前記接合部5Tとが接合される際に、突出部4Cと縦壁4B(図2参照)との間に形成される環状の溝部4M(図2参照)を覆うための外周縁5Gを備えている。また、前記開口4Fには、図示していないが、防爆、外部からのガスの逆流防止、及び内圧調整を目的とする多孔性フィルターや弁が備えられている。
また、前記底壁4Aには、電槽11を複数のセル室に仕切る隔壁(図示せず)に対応する位置に、前記突出部4Cの前後方向の辺の相対向する位置から内側に延びる延出部4E,4E(図2において右端側には後辺から内側に延びる延出部4Eのみ示している)を備えており、各排気孔4Dから排気されたガスのみを前記空間内を自由に移動できるようにするために、各排気孔4Dに向かうほど底壁4Aが下方に位置する傾斜面にして、各排気孔4Dから逸出してきた電解液を該当する各排気孔4D側へ戻すようにしている。
また、前記凹部4には、電槽から延びる、電力を取り出すための極柱(図示せず)が挿入されて溶接される左右一対の筒状のブッシング6、7が埋設されている。そして、前記ブッシング6、7と、該ブッシング6、7と水平方向で並置される前記端子2、3の下部側とが導通部(図示せず)によって連結されて端子部を構成している。前記端子2、3とブッシング6、7と導通部とからなる端子部は鉛又は鉛合金で一体成形されて蓋体1にインサート成型によって埋設されている。
前記案内経路8はガスを開口4Fから外部まで案内するためのもので、前記溝部4Mを迂回させて形成されている。すなわち、前述したように、上蓋5の裏面に下方に突出した環状の接合部5Tと、これに合致するように前記底壁4Aから突出させた環状の突出部4Tとが接合されることで形成される第1案内経路81と、該第1案内経路81の終端から縦壁4Bの右側端に形成された排気口1Kまでの間の、溝部4M及び縦壁4Bの一部を利用して形成されるトンネル状の第2案内経路82とから構成されている。
本発明においては、既存の樹脂巻き端子を備えた電池との互換性を持たせることを目的として、蓋体1に設けた端子2、3の位置が共通化できるように、蓋体1の左右短側面の縦板部4G、4Gに弧状凸部4E、4Eを形成したものであるが、これは、前述したように、端子2、3、ブッシング6、7、及び端子2、3の下部側とブッシング6、7の上部側とを連結した導通部を一体成形した端子部を蓋体1に埋設する場合、ブッシング6、7の上部においては、図示しない極柱とブッシング6、7との溶接によって漏液防止は図れるものの、漏液が外部に及ばないように、ブッシング6、7の上部の周囲にも前記突出部4Cと同様の突出部4Rを設け、これに対応させて上蓋5の裏面にも接合部5Cと同様の接合部5Rを設けている。ところが、本発明では、溝部4Mは突出部4Rの外側にも設ける必要があり、その一方で、電池の長辺方向の寸法も決まっているため、その部分が弧状凸部4E、4Eになっている。
前記蓋体1に前記上蓋5を装着する際には、その位置決めが重要であるため、蓋体1及び上蓋5の一方に被係止部を備えるとともに、他方に該被係止部に係止する係止部を備えている。図3(b)、(c)に示すように、前記係止部は前記上蓋5の裏面に下方に突出させた、断面形状円形で内部中空の円筒形状(内部が中実の棒状体でもよい)を有する左右一対の筒体5H、5Jからなり、また、図2に示すように、前記被係止部は左右一対の孔4H、4Jからなる。前記左右一対の孔4H、4Jは、そのうちの一方の孔4Hをその孔4Hに係止する係止部5Hの水平方向への移動を阻止する大きさに形成し、かつ、他方の孔4Jを一対の孔を長辺方向に長い長孔、つまり長円形に形成している。これにより、蓋体1の突出部4C、4Tと上蓋5の接合部5C、5Tとを溶融させて両者を一体化させる際に、一対の孔4H、4Jに対して一対の筒体5H、5Jが係止して、蓋体1の突出部4C、4Tと上蓋5の接合部5C、5Tとの位置決めができ、その状態から蓋体1と上蓋5とを接近移動させることで、蓋体1の突出部4C、4Tと上蓋の接合部5C、5Tとを確実に接合させることができるようになっている。そして、孔4Jを長孔に形成することによって、蓋体1と上蓋5とが成型後の収縮率の違いや成型後の温度変化、経時変化、特に前記端子部のうちの少なくともブッシング6、7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体1に埋設されていると、これが埋設された部分と他の部分との成型後の収縮率の差によって位置決めが困難になった場合でも、あるいは上蓋5が室温に応じて長手方向に伸縮した場合でも、それを長孔4Jが良好に吸収して係合がスムーズに行われるようになっている。
ところが、係合がスムーズに行えても、上蓋5が前後方向あるいは左右方向に僅かにずれた場合には、上記のように位置決めをしても、突出部4C、4Tが、これに対応する接合部5C、5Tと確実に接合されない場合があって、これらの接合状態に不良が生じることがあった。
さらに、弧状凸部4E、4Eを形成し、突出部4Rの外側に溝部4Mを設けることで突出部4Rの肉厚を小さくし、該突出部4Rを円弧状にしたことにより、上記のように位置決めをしても、上蓋5が、前後方向あるいは左右方向以外に斜め方向に僅かにずれることもあり、この場合には、突出部4C、4Tとこれに対応する接合部5C、5Tとの接合のみならず、突出部4Rとこれに対応する接合部5Rとの接合においても接合状態に不良が生じることがあった。
そのため、本発明は、前記空間を形成する底壁側の突出部と上蓋側の接合部を、鉛蓄電池の後方側および/または両短辺方向において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より小さくし、鉛蓄電池の前方側において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より大きくしている。
さらに、インサート成型によって前記端子部のうちの少なくともブッシング6、7の下側部分と前記導通部とが埋め込まれてなり、前記ブッシング6、7の周囲に位置する底壁側の突出部と該突出部に接合される上蓋側の接合部を長辺方向に対して弧状に突出させて弧状突出部4E、4Eを形成した鉛蓄電池では、底壁側の弧状突出部の肉厚を上蓋側の弧状接合部の肉厚より小さくしている。
具体的には、図2で黒塗りした突出部4C、4R、すなわち鉛蓄電池の後方側と両短辺方向とブッシングの周囲に位置する底壁側の突出部4C、4Rの肉厚を1.2mmとし、これに接合される上蓋側の接合部5C、5Rの肉厚を2.0mmとすることで、上蓋5が前後方向、左右方向、あるいは斜め方向に僅かにずれることがあっても、突出部4C、4T、4Rとこれに対応する接合部5C、5T、5Rとの接合状態に不良を生じ難くできる。なお、突出部4Rの肉厚を小さくしなくても溝部4Mの幅が確保でき、上蓋5の斜め方向へのずれによっても接合に問題が生じないようであれば、突出部4Cのみの肉厚を小さくしてもよいし、上蓋5の斜め方向へのずれによる接合不良のみを防止するのであれば、突出部4Rのみの肉厚を小さくしてもよい。
本発明の鉛蓄電池は、図1に示したように、端子2、3は空洞部を有する立方体状又は直方体状であり、天板部2A、3Aと、この天板部2A、3Aの4辺から下方へ垂下している前板部2Bと、後板部2Cと、左板部2Dと、右板部2Eとを備え(端子3の前板部3B、後板部3C、左板部3D、右板部3Eは符号を省略)、天板部2A、3Aと前板部2B、3Bには、ボルト(図示せず)を貫通させるための貫通孔2K1、2K2(端子3の貫通孔3K1、3K2は符号を省略)が形成され、右板部2E、3Eには前記空洞部にナット(図示せず)を横方向から挿入するための四角孔が形成されている。このような端子2、3及びナットを採用し、外部リード線を接続したい端子2、3のいずれかの貫通孔2K1、2K2を選択し、選択した貫通孔とナットのネジ孔とが一致するように、ナットの向きを変更して端子の空洞部に挿入し、続いてボルトをいずれか一方の貫通孔2K1、2K2から挿入することで、ボルトの先端をナットに螺合させることができる。そして、これらボルトとナットの間に、図示していない外部リード線(電装品等に接続可能な線)等を挟み込んで固定する。
本発明の鉛蓄電池は、上記した如く、突出部4C、4T、4Rと、縦壁4Bとの間に溝部4Mを形成したことで、上蓋5を装着した状態で、縦壁4Bと上蓋5の隙間から溝部4M内に加圧エアを加えることによって、案内経路8と溝部4Mを隔離する蓋体1の突出部4Tと、上蓋5の接合部5Tとの接合状態、及び空間と溝部4Mを隔離する蓋体1の突出部4C、4Rと、上蓋5の接合部5C、5Rとの接合状態の不良の有無を加圧エアの圧力低下の有無で検出することができるが、上記したように突出部の肉厚と接合部の肉厚を異ならせることにより、接合不良の発生が抑制できる。
上記した如く、本発明の鉛蓄電池は、蓋体1と上蓋5との接合状態の不良の有無を検出することができることに加えて、その抑制を図ることができるから、その産業上の利用可能性が大である。
1…蓋体、1A…第1蓋部分、1B…第2蓋部分、1K…排気口、2,3…端子、2A,3A…天板部、2B,3B…前板部、2C,3C…後板部、2D,3D…左板部、2E,3E…右板部、30…切欠き部、31…フラット面、4…凹部、4A…底壁、4B…縦壁、4C,4T,4R…突出部、4D…排気孔、4E…弧状突出部、4F…開口(第2排気孔)、4G…縦板部、4H、4J…孔、4M…溝部、5…上蓋、5C,5T,5R…接合部、5H,5J…筒体、5G…外周縁、6,7…ブッシング、8…案内経路、81…第1案内経路、82…第2案内経路、10…鉛蓄電池、11…電槽

Claims (3)

  1. 複数のセル室を備えた電槽と、前記電槽の上部開口を覆う蓋体と、前記蓋体の上面に形成した凹部を覆う上蓋とを備え、前記上蓋によって、各セル室から排気されたガスを特定のセル室に集めるための空間と、前記特定のセル室に集められたガスを外部に排出するための案内経路とが形成されてなる鉛蓄電池であって、前記凹部の底部を形成する底壁の、該底壁から上方へ突出させた環状の突出部と、前記上蓋の下面の、該下面から下方に突出させた環状の接合部とを、接合することによって前記空間及び案内経路を形成するとともに、前記空間を形成する底壁側の突出部と上蓋側の接合部を、鉛蓄電池の後方側および/または両短辺方向において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より小さくし、鉛蓄電池の前方側において底壁側の突出部の肉厚を上蓋側の接合部の肉厚より大きくしたことを特徴とする鉛蓄電池。
  2. 請求項1に記載の鉛蓄電池において、蓋体は、電槽内の極板群から延びる極柱が挿入されて溶接される筒状のブッシングを備え、かつ前記ブッシングの上部側と、前記ブッシングと水平方向で並置されて設けられる端子の下部側とを連結する導通部によって、前記端子とブッシングとが一体化されて端子部を構成するとともに、インサート成型によって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埋め込まれてなり、前記ブッシングの周囲に位置する底壁側の突出部と該突出部に接合される上蓋側の接合部を長辺方向に対して弧状に突出させて形成し、この弧状に突出させた底壁側の弧状突出部の肉厚を上蓋側の弧状接合部の肉厚より小さくしたことを特徴とする鉛蓄電池。
  3. 請求項1又は2に記載の鉛蓄電池において、案内経路は、上蓋の下面に下方に突出した環状の接合部と、これに合致するように底壁から突出させた突出部とが接合されることで形成される第1案内経路と、ガスを前記第1案内経路の終端から外部に導く排出口までの間に形成されるトンネル状の第2案内経路とからなることを特徴とする鉛蓄電池。
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