JP2015118805A - 鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】ブッシングを回り止めする力を大きくする。
【解決手段】鉛蓄電池１０であって、極板群３０と、前記極板群３０を収容する電槽と、前記電槽２０を封口する蓋部材５０と、前記蓋部材５０に設けられる端子部６０Ａ、６０Ｂとを備え、前記端子部６０Ａ、６０Ｂは、前記蓋部材５０に形成された筒型の装着部５５の内側に位置する筒型のブッシング７０と、前記極板群３０に接続され、前記ブッシング７０の内側に位置する極柱８０とを含み、前記ブッシング７０は、前記蓋部材５０から突出して露出しており、外部端子と接続可能な上半部７１と、前記蓋部材５０に埋め込まれており、前記上半部の基端と接続されて、前記上半部７１よりも径方向外側に張り出す環状の鍔部７３と、前記鍔部７３の外周面から突出し、前記装着部５５に対して係合する突起７５とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブッシングを回り止めする技術に関する。

例えば、自動車用などに用いられる鉛蓄電池は、合成樹脂製の電槽と、電槽を封口する合成樹脂製の蓋部材とを備えている。そして、蓋部材に対して端子部を形成している。端子部は、インサート成形により蓋部材に一体化された鉛合金製の筒型のブッシングと、ブッシング内に挿通される極柱とで構成されている。

上記した端子部には、ハーネス端子などの接続端子が組み付けされるが、組み付けの際、ブッシングに対して周方向に回転する力が加わる。そのため、下記特許文献１では、ブッシングの凹んだ部分の外周に突起を設けることにより、蓋部材に対してブッシングを回り止めしている。

特開２０１０−２３８５５２公報

しかしながら、ブッシングを回り止めする力は、ブッシングに設けられた突起の位置によって大きく異なる。例えば、ブッシングの中心から突起までの径方向の距離が近いと、回り止めする力が小さくなる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ブッシングを回り止めする力を大きくすることを目的とする。

本明細書によって開示される鉛蓄電池は、発電要素と、前記発電要素を収容する電槽と、前記電槽を封口する蓋部材と、前記蓋部材に設けられる端子部とを備え、前記端子部は、前記蓋部材に形成された筒型の装着部の内側に位置する筒型のブッシングと、前記発電要素に接続され、前記ブッシングの内側に位置する極柱とを含み、前記ブッシングは、前記蓋部材から突出して露出しており、外部端子と接続可能な端子接続部と、前記蓋部材に埋め込まれており、前記端子接続部の基端と接続されて、前記端子接続部よりも径方向外側に張り出す環状の鍔部と、前記鍔部の外周面から突出し、前記装着部に対して係合する突起とを含む。

本明細書によって開示される鉛蓄電池によれば、ブッシングを回り止めする力を、大きくすることが出来る。

本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図 鉛蓄電池の垂直断面図（図１中のＡ−Ａ線断面図） ブッシングの斜視図 図２のＢ部の拡大図 図４中のＣ−Ｃ線断面図 他の実施形態に係るブッシングの斜視図

（本実施形態の概要）
初めに、本実施形態の鉛蓄電池の概要について説明する。本鉛蓄電池は、発電要素と、前記発電要素を収容する電槽と、前記電槽を封口する蓋部材と、前記蓋部材に設けられる端子部とを備え、前記端子部は、前記蓋部材に形成された筒型の装着部の内側に位置する筒型のブッシングと、前記発電要素に接続され、前記ブッシングの内側に位置する極柱とを含み、前記ブッシングは、前記蓋部材から突出して露出しており、外部端子と接続可能な端子接続部と、前記蓋部材に埋め込まれており、前記端子接続部の基端と接続されて、前記端子接続部よりも径方向外側に張り出す環状の鍔部と、前記鍔部の外周面から突出し、前記装着部に対して係合する突起とを含む。

この構成では、周方向に回転する力（以下、回転方向の力と称す）に突起が抗するので、ブッシングを回り止め出来る。しかも、突起を鍔部から突出して形成しているので、ブッシングの中心から突起までの径方向の距離が長くなる。すなわち、突起をブッシングの外周面（鍔部以外の部位）に形成する場合と比較して、鍔部の張り出し分の距離が長くなる。そのため、より大きな回転力に抗することができる。さらに、突起が形成された鍔部は、回転方向の力が加わる端子接続部の基端と接続されており、ブッシングの延在方向（筒の軸方向）に関して端子接続部との距離が短い。したがって、より一層大きな回転力に抗することができる。以上により、ブッシングが回転し難くなり、ハーネス端子などの接続端子を強固に組み付けることができる。

本鉛蓄電池では、前記突起を、前記鍔部に対して周方向に等間隔で複数形成する。このようにすれば、周方向に互いに隣接する突起間の距離、すなわち、突起間を埋める蓋部材の厚みが均一になるので、回転方向の力が加わった時に、一部に応力が集中することがないので、蓋部材が破損し難くなる。

本鉛蓄電池では、前記突起を、前記板厚の範囲内にて前記蓋部材に重ねる構成とする。このようにすれば、回転方向の力を、突起を介して、蓋部材の全体に分散させることが可能となる。すなわち、回転方向の力が加わった時に、蓋部材の一部に応力が集中することがないので、蓋部材側が、一層、破損し難くなる。

本鉛蓄電池では、前記鍔部を境にして、前記端子接続部と反対側の部分において、前記ブッシングのうち、前記装着部に対する対向部に、全周に亘って切れ目なく連続する環状溝を形成する。この構成では、環状溝の作用により、装着部とブッシングとの嵌合部が迷路状になるので、ブッシングと装着部との間の隙間を、電解液が這い上がることを防止することが出来る。しかも、環状溝は、全周に亘って切れ目なく連続しているので、電解液が素通りするような通路が出来ない。そのため、電解液の這い上がりを抑制する効果が高い。

本鉛蓄電池では、前記ブッシングは、前記環状溝を挟んで隣接する部分を連結するリブを有する。この構成では、リブが回転方向の力に抗するので、ブッシングの回り止め効果が一層高くなる。

本鉛蓄電池では、前記突起が、周方向に関して前記リブと同じ位置に配置されている。この構成では、リブの形成箇所で短くなる沿面距離を突起で補うことができるため、ブッシングの回り止め効果を高めつつ、電解液の這い上がりを抑制することができる。

＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図５によって説明する。
１．鉛蓄電池の構造
鉛蓄電池１０は、図１、図２に示すように電槽２０と、発電要素である極板群３０と、蓋部材５０と、端子部６０Ａ、６０Ｂとを備える。尚、以下の説明において、電槽２０の横幅方向（端子部６０Ａ、６０Ｂの並び方向）をＸ方向とし、高さ方向をＹ方向、電槽２０の奥行方向をＺ方向とする。

電槽２０は合成樹脂製であって、４枚の外壁２１と底壁２２を有し、上面が開放した箱型をなす。電槽２０の内部は、隔壁により複数のセル室（図略）に仕切られている。複数のセル室は、電槽２０の横幅方向（図１のＸ方向）に並んで設けられており、各セル室には、電解液と共に極板群３０が収容されている。

極板群３０は、正極板３０Ａと、負極板３０Ｂと、両極板３０Ａ、３０Ｂを仕切るセパレータ３０Ｃとから構成されている。各極板３０Ａ、３０Ｂは、格子体に活物質が充填されて構成されており、上部には耳部３１Ａ、３１Ｂが設けられている。耳部３１Ａ、３１Ｂは、ストラップ３２を介して、同じ極性の極板３０Ａ、３０Ｂを各セル室内にて連結するために設けられている。

蓋部材５０は合成樹脂製であって、電槽２０の上面を封口する基部５１と、基部５１の外周縁に沿って形成された外周壁５３とを備える。外周壁５３は、基部５１の外周縁から下向きに延びており、電槽２０を構成する外壁２１の上端部を囲う構造となっている。蓋部材５０は、電槽２０への組み付け後、電槽２０に対して熱溶着等により、全周を溶着される。

蓋部材５０のＸ方向両側には、図１に示すように、正極側の端子部６０Ａと、負極側の端子部６０Ｂが設けられている。正極側の端子部６０Ａと、負極側の端子部６０Ｂの構造は、同一であるため、以下、正極側の端子部６０Ａを例にとって構造を説明する。

図２に示すように、正極側の端子部６０Ａは、ブッシング７０と、極柱８０とを含む。ブッシング７０は鉛合金等の金属製であり、中空の円筒状をなす。ブッシング７０は、図３に示すように、上半部７１と、鍔部７３と、突起７５と、下半部７６とを含む。

上半部７１と下半部７６は、鍔部７３を間にして軸方向（Ｙ方向）の上下に形成されており、上半部７１の基端７１Ａは鍔部７３の上面に接続されている。同様、下半部７６の基端７６Ａも、鍔部７３の下面に接続されている。

上半部７１は先端に向かって縮径するテーパ状（円錐型）をしている。鍔部７３は、ブッシング７０の外周面から外向きに張り出しており、円環状をしている。

ブッシング７０は、図２に示すように、蓋部材５０の基部５１をＹ方向に貫通しており、下半部７６が蓋部材５０の基部５１に一体形成された装着部５５の内側に位置し、上半部７１が蓋部材５０の基部上面から突出して露出する。装着部５５は、蓋部材５０を構成する基部５１から電槽２０側に向かって下方に延びている。装着部５５は、ブッシング７０のうち、鍔部７３の一部と下半部７６の全体を囲む筒型であり、上下に貫通している。尚、装着部５５には、基部５１の板厚部分も含まれ、図４に示して寸法「Ｈ」で示す範囲が、装着部５５の全高である。

そして、ブッシング７０の内側には、極柱８０が下方より挿入されている。極柱８０は鉛合金等の金属製であり、概ね円柱形状をしている。極柱８０のうち、上端部８１はブッシング７０の上端部と溶接により接合され、基端部８３は極板群３０のストラップ３２に接合されている。尚、ブッシング７０のうち、蓋部材５０の基部上面から露出する上半部７１は端子接続部であり、ハーネス端子などの外部の接続端子（図略）が組み付けされる。

また、図３に示すように、ブッシング７０のうち、下半部７６の外周面には、環状をなす環状溝７７が形成されている。環状溝７７は、Ｙ方向に複数段（この例では、３段）設けられている。環状溝７７は、ブッシング７０の周方向の全周に形成されており、切れ目なく連続する形状である。

そして、蓋部材５０は、ブッシング７０をインサートした金型に樹脂を流して一体成形することにより製造されることから、樹脂がブッシング７０の外周面を覆いつつ各段の環状溝７７に隙間なく埋まるため、環状溝７７は装着部５５の内周面と凹凸嵌合する。このようにすることで、ブッシング７０の外周面に沿った沿面距離が長くなることから、装着部５５とブッシング７０との隙間を電解液が這い上がることを抑制できる。

尚、ブッシング７０の外周面に鍔部７３を設けている理由は、蓋部材５０をインサート成形する際に、金型に注入される樹脂が、図４に示す境界線Ｌよりも先端側（ブッシング７０の先端側）に流れないようにするためである。すなわち、ブッシング７０の外周面に鍔部７３を設けることで、金型の成形面に境界線Ｌの位置で段差が出来るから、境界線Ｌよりも先に樹脂が流れることを防止できる。

また、図３に示すように、鍔部７３の外周面には、突起７５が形成されている。突起７５は図６に示すように、鍔部７３の外周面から、接線方向Ｌｔと直交する外向きに突出している。尚、「接線方向」とは、鍔部７３の外周面に接する接線の方向を意味する。

突起７５は角柱型であり、図５に示すように、周方向に複数個（本例では８個）形成されている。これら各突起７５は、装着部５５の内周面に食い込んでおり、内周面に形成された凹部（被係合部）５５Ａにそれぞれ係合する。各突起７５は、ハーネス端子などの接続端子を組み付ける際に、図５に示す回転方向Ｒに働く力に対して、ブッシング７０を回り止めする機能を果たす。

また、８つの突起７５は、周方向に等間隔で形成されている。このようにすれば、周方向に互いに隣接する突起７５から突起７５まで距離Ｄ、すなわち、突起間を埋める蓋部材５０の厚みが均一になるので、回転方向Ｒの力が加わった時に、一部に応力が集中することがないので、蓋部材５０が破損し難くなる。

また、図４に示すように、鉛蓄電池１０は、蓋部材５０の基部５１の板厚の範囲内（図４中に示す寸法Ｔの範囲内）に突起７５を位置させており、突起７５の全体が、板厚の範囲内にて、蓋部材５０の基部５１に重なる設定としてある。このようにすれば、ブッシング７０に作用する回転方向Ｒの力を、突起７５を介して、蓋部材５０の全体に分散させることが可能となる。すなわち、回転方向Ｒに力が加わった時に、蓋部材５０の一部に応力が集中することがないので、蓋部材５０側が、一層、破損し難くなる。また、充放電にともない電槽２０の内部で発生した熱を、極柱８０を介してブッシング７０から外部や蓋部材５０に対して放熱するが、このとき本実施形態では、ブッシング７０の中心から突起７５までの径方向の距離Ｓが長く、且つ、蓋部材５０の基部５１の板厚の範囲内に突起７５を位置させていることで、上記熱を蓋部材５０よりも熱伝導率の高いブッシング７０を介して極柱８０から遠く離れた位置まで放熱することができる。したがって、鉛蓄電池１０の放熱効率を高めることができる。

加えて、図４に示すように装着部５５には、蓋部材５０の基部上面から突出する延設部５６が形成されている。延設部５６は鍔部７３の上面に達しており、基部５１に対して重なる突起７５の上方を囲う構造になっている。すなわち、本実施形態の鉛蓄電池１０は、蓋部材５０を形成する樹脂によって、突起７５の全体を囲う構造となっている。突起７５の全体を囲うようにすると、突起７５が樹脂に対してずれ難くなるため、ブッシング７０の回り止め効果が高くなる。

２．効果説明
本構成では、回転方向Ｒの力を、突起７５が受け止めるので、ブッシング７０を回り止め出来る。しかも、鍔部７３の外周面に突起７５を形成するため、突起７５を鍔部以外の部位に形成する場合と比較して、ブッシング７０の中心から突起７５までの径方向の距離Ｓ（図４参照）が、鍔部７３の張り出し分だけ長くなる。そのため、距離Ｓが短い場合に比べて、より大きな回転力に抗することができる。さらに、突起７５が形成された鍔部７３は、回転方向Ｒの力が加わる上半部７１の基端７１Ａと接続されており、ブッシング７０の延在方向（Ｙ方向）に関して、上半部７１との距離が短い、したがって、より一層大きな回転力に抗することができる。以上により、ブッシング７０が回転し難くなり、ハーネス端子などの接続端子を強固に組み付けることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、環状溝７７を全周に亘って切れ目なく連続する形状としたが、図６に示すように、環状溝７７の上下に位置する溝壁を連結するリブ７８を、環状溝７７の一部に形成するようにしてもよい。リブ７８を設けることで、成形時における金属溶湯の流れが良好になる。また、リブ７８が回転方向の力に抗するので、ブッシング１００の回り止め効果が高くなる。さらに、図６に示すように、突起７５が、周方向に関してリブ７８と同じ位置に配置されてもよい。リブ７８の形成箇所で短くなる沿面距離を突起７５で補うことができるため、ブッシング７０の回り止め効果を高めつつ、電解液の這い上がりを抑制することができる。

（２）上記実施形態では、突起７５の形状を角型としたが、突起７５の形状は、例えば円柱状等、角型以外の形状であってもよい。

１０...鉛蓄電池
２０...電槽
３０...極板群（本発明の「発電要素」の一例）
５０...蓋部材
５５...装着部
６０Ａ、６０Ｂ...端子部
７０...ブッシング
７１...上半部（本発明の「端子接続部」の一例）
７３...鍔部
７５...突起
８０...極柱

Claims (6)

1. 発電要素と、
   前記発電要素を収容する電槽と、
   前記電槽を封口する蓋部材と、
   前記蓋部材に設けられる端子部とを備え、
   前記端子部は、
   前記蓋部材に形成された筒型の装着部の内側に位置する筒型のブッシングと、
   前記発電要素に接続され、前記ブッシングの内側に位置する極柱とを含み、
   前記ブッシングは、
   前記蓋部材から突出して露出しており、外部端子と接続可能な端子接続部と、
   前記蓋部材に埋め込まれており、前記端子接続部の基端と接続されて、前記端子接続部よりも径方向外側に張り出す環状の鍔部と、
   前記鍔部の外周面から突出し、前記装着部に対して係合する突起と、を含む鉛蓄電池。
2. 請求項１に記載の鉛蓄電池であって、
   前記突起は、前記鍔部に対して周方向に等間隔で複数形成されている鉛蓄電池。
3. 請求項１又は請求項２に記載の鉛蓄電池であって、
   前記突起は前記蓋部材の板厚の範囲内に位置し、前記板厚の範囲内にて前記蓋部材に重なる鉛蓄電池。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の鉛蓄電池であって、
   前記鍔部を境にして、前記端子接続部と反対側の部分において、前記ブッシングのうち前記装着部に対する対向部に、全周に亘って切れ目なく連続する環状溝を形成した鉛蓄電池。
5. 請求項４に記載の鉛蓄電池であって、
   前記ブッシングは、前記環状溝を挟んで隣接する部分を連結するリブを有する鉛蓄電池。
6. 請求項５に記載の鉛蓄電池であって、
   前記突起が、周方向に関して前記リブと同じ位置に配置されている鉛蓄電池。

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