JP2013187148A

JP2013187148A - 制御弁式鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2013187148A
Application number: JP2012053439A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Shimizu; 浩幸清水; Toshio Kitami; 俊男喜多見; Tatsuo Nagayasu; 龍夫長安
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19

Abstract

【課題】
製造過程で装着した制御弁が開弁しても気密不良が生じることがない制御弁式鉛蓄電池を得る。
【解決手段】
キャップ式の制御弁ａのスカート部が筒状に突出した弁座ｂに装着され、前記制御弁ａの上面に間隔を設けて覆い蓋ｃを備えてなり、前記筒状の弁座ｂは外径がＡで、上端から下方に向いた長さがＸの切欠きb’を一部に有し、前記制御弁ａのスカート部は内高さがＢで、その上面と前記覆い蓋ｃの下面との間隔がＣであるときに、Ａ／６＜Ｘ＜Ｂ−Ｃを満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は制御弁式鉛蓄電池に関するもので、より詳しくは制御弁式鉛蓄電池の製造時に、制御弁を装着してから覆い蓋を装着するまでの間に制御弁が開弁しても、弁座から制御弁が外れることがないような構成に関する。

制御弁式鉛蓄電池はセパレータに電解液を保持することによって流動する電解液を存在させないようにしたもので、充電時に正極から発生する酸素ガスを負極で吸収させる反応を成立させなければならないため、外部からの空気（酸素ガス）の侵入を阻止するとともに、発生したガスによる内部の圧力上昇を抑える機能、すなわち制御弁が設けられている。この制御弁は、蓄電池の蓋に、筒状に突出するように設けた弁座に装着されているが、蓄電池を製造する過程の電槽化成時には装着しないで、電槽化成終了後に装着し、さらに装着された制御弁を覆うとともに、開弁時に制御弁が持ち上げられて弁座から外れるのを防止するための覆い蓋が装着されて完成電池とされる。また、制御弁を装着し、仮の覆い蓋を装着した状態で電槽化成を行い、電槽化成の終了後に正規の覆い蓋が装着されて完成電池とされるものもある。

このような制御弁式鉛蓄電池では、例えば、特許文献１のように、制御弁や弁座の寸法、あるいは制御弁の上面と覆い蓋の下面との間隔を規定することによって前述した機能が発揮できるようにしている。

上記特許文献１に記載の制御弁式鉛蓄電池は、弁の天面の上面と電槽の上蓋下面との間隔をａ（ｍｍ）、弁の天面の肉厚をｂ（ｍｍ）、弁のスカート部の長さをｃ（ｍｍ）とした時に、１＜（ｂ＋ｃ）／ａ≦１．４を満たすようにしたものであり、これにより、制御弁を適切な範囲内の圧力で開弁できるようにして、過充電状態になっても、電槽の膨れや電解液の過剰な減少の防止を図ったものである。

特開２００４−１５２６３８号公報

上記した特許文献１記載の制御弁式鉛蓄電池では、過充電状態になった場合に、電槽の膨れや電解液の過剰な減少の防止を図ることはできるが、上記した如く、制御弁式鉛蓄電池の製造過程の電槽化成終了後に弁を装着した場合、その弁が電槽化成の終了後も続く内圧上昇によって緩んだ状態、あるいはずれた状態になることがある。また、制御弁を装着した状態で電槽化成を行った場合も、電槽化成の終了後も続く内圧上昇によって緩んだ状態、あるいはずれた状態になることがある。通常は、このような状態になっていないかどうかは覆い蓋を装着する前にチェックされているが、チェック漏れがあった場合には完成電池の制御弁の機能が発揮できなくなるという問題があった。

上記した問題を解決するために、複数回にわたるチェックを行うこと、あるいは電槽化成の終了後の内圧上昇が認められなくなってから弁を装着したり、装着状態を確認したり、ということも考えられるが、制御弁式鉛蓄電池の生産性の向上という面で見れば、好ましいものではなかった。

本発明は前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、電槽化成の終了直後に制御弁を装着する場合でも、制御弁を装着した状態で電槽化成を行う場合でも、電槽化成中や電槽化成の終了後の内圧上昇が続くことで、制御弁が緩んだ状態、あるいはずれた状態にならないような構成を提供し、電槽化成後のチェックを省略して、制御弁式鉛蓄電池の生産性の向上に寄与することにある。さらには、電槽化成時に制御弁を装着する方式においては、仮の覆い蓋の装着作業を省略できるようにし、電槽化成の終了後に正規の覆い蓋との付け替え作業を省略して、制御弁式鉛蓄電池の生産性の向上に寄与することにある。

本発明の制御弁式鉛蓄電池は、前述の課題解決のために、キャップ式の制御弁のスカート部が筒状に突出した弁座に装着され、前記制御弁の上面に間隔を設けて覆い蓋を備えた制御弁式鉛蓄電池において、前記筒状の弁座は外径がＡで、上端から下方に向いた長さがＸの切欠きを一部に有し、前記制御弁のスカート部は内高さがＢで、その上面と前記覆い蓋の下面との間隔がＣであるときに、Ａ／６＜Ｘ＜Ｂ−Ｃを満たすことを特徴とする（請求項１）。

また、前記制御弁式鉛蓄電池において、Ａ／３＜Ｘ＜Ｂ−Ｃ−１を満たすことを特徴とする（請求項２）。

本発明によれば、制御弁を装着した状態で電槽化成を行う時には、内圧が上昇すると、制御弁は内圧の上昇がバランスできるまで上昇するが、弁座の切欠きが露出したところで、内圧の上昇がバランスされるため、仮の覆い蓋を用いなくても、制御弁が緩んだ状態、あるいはずれた状態になるまで上昇することはなく、仮の覆い蓋の装着作業が省略できる。また、電槽化成の終了直後に制御弁を装着する時も、電槽化成の終了後の内圧上昇が続いても、弁座の切欠きが露出したところで、内圧の上昇がバランスされるため、制御弁が緩んだ状態、あるいはずれた状態になるまで上昇することもない。

また、本発明によれば、制御弁が上記のような状態である場合には、覆い蓋を装着すると、覆い蓋によって正常な装着位置に押し込まれ、制御弁が上記のような状態でない場合（制御弁が覆い蓋を装着しても押し込まれることがない程度に上昇している状態の場合）には、正常に装着されていないと判断できるので、覆い蓋の装着時に制御弁の装着状態をチェックすればよい。

本発明の制御弁式鉛蓄電池における制御弁の装着状態を説明するための模式図である。従来の制御弁式鉛蓄電池における制御弁の装着状態を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態を、従来のものと対比しながら説明する。

図１は本発明の制御弁式鉛蓄電池における制御弁の装着状態を説明するための模式図であり、図２は従来の制御弁式鉛蓄電池における制御弁の装着状態を説明するための模式図である。各図の左側の図は制御弁の閉弁時の状態を示しており、同中央の図は完成電池の開弁時の状態を示しており、同右側の図は製造途中の開弁時の状態を示している。また、図１の左側の図で代表的に示した符号ａは制御弁を、同ｂは弁座を、同b’は切欠きを、同ｃは覆い蓋である。

図１と図２の、それぞれの左側の図を対比すればわかるように、本発明のものは切欠きb’の長さＸが従来のものより大きくなっている。これは、それぞれの右側の図を対比すればわかるように、製造途中、たとえば制御弁ａを装着した状態で電槽化成を行った時に、内圧が上昇すると、図２のものでは、仮の覆い蓋を装着しない場合、装着された制御弁ａが外れる寸前まで持ち上げられないと切欠きb’が開放されないのに対し、図１のものでは、装着された制御弁ａが外れない程度に持ち上げられた状態で切欠きb’が開放されている。そのため、従来のものでは、製造途中（電槽化成中）に制御弁ａが外れて、それを再装着しなければならないようなことが起こる場合があるのに対し、本発明のものでは、製造途中（電槽化成中）に制御弁ａが外れることはないから、生産性の向上に寄与することができる。また、電槽化成の終了直後に制御弁ａを装着した場合、電槽化成の終了後も内圧上昇が続くため、図２のものでは、装着された制御弁ａが外れる寸前まで持ち上げられて、覆い蓋ｃの装着時に制御弁ａの再装着が必要になることがあるのに対し、図１のものでは、装着された制御弁ａが外れる寸前まで持ち上げられることはないので、制御弁ａを覆い蓋ｃによって押し込むだけで覆い蓋ｃを装着することができる。

また、図１と図２の、それぞれの中央の図から明らかなように、覆い蓋ｃを装着した完成電池では、制御弁ａが開弁しても、制御弁ａの上面が覆い蓋ｃの下面に当接するまでは持ち上げられるが、この状態では、本発明のものも従来のものも切欠きｂ’は開放されないため、開弁によってガスが放出された後は気密が維持される。

本発明では、スカート部の内高さＢが４〜１０ｍｍ程度で、上面と覆い蓋ｃの下面との間隔Ｃが０．２〜１．１ｍｍ程度である制御弁ａが標準的に用いられるものとして、切欠きb’の長さＸを５ｍｍ以上にすれば、上記した機能が実現できることに着目して実験を行った結果、制御弁ａが装着される弁座の外径をＡ、切欠きb’の長さをＸとすると、Ａ／６＜Ｘを満たせば、より確実にはＡ／３＜Ｘを満たせば、覆い蓋ｃが装着されない状態であっても、制御弁ａが外れない程度に持ち上げられてガスの放出ができることがわかった。

また、覆い蓋ｃが装着された状態では、制御弁ａのスカート部の内高さをＢ、制御弁ａの上面と覆い蓋ｃの下面との間隔をＣとすると、Ｘ＜Ｂ−Ｃを満たせば、より確実にはＸ＜Ｂ−Ｃ−１を満たせば、開弁によってガスが放出された後の気密が維持できることがわかった。

上記した如く、本発明は、制御弁式鉛蓄電池の製造過程で装着した制御弁が開弁しても、緩んだ状態、あるいはずれた状態になることがないから、覆い蓋を装着した後で、気密不良が生じることはなく、生産性の向上に寄与す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。

ａ制御弁
ｂ弁座
b’ 切欠き
ｃ覆い蓋

Claims

キャップ式の制御弁のスカート部が筒状に突出した弁座に装着され、前記制御弁の上面に間隔を設けて覆い蓋を備えた制御弁式鉛蓄電池において、
前記筒状の弁座は外径がＡで、上端から下方に向いた長さがＸの切欠きを一部に有し、
前記制御弁のスカート部は内高さがＢで、その上面と前記覆い蓋の下面との間隔がＣであるときに、
Ａ／６＜Ｘ＜Ｂ−Ｃを満たすことを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。
請求項１記載の制御弁式鉛蓄電池において、Ａ／３＜Ｘ＜Ｂ−Ｃ−１を満たすことを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。