JP2016021411A - 蓄電池用蓋の製造方法及び蓄電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブッシングに形成された凹凸構造に樹脂を流れ込み易くするとともに、ブッシング及び蓋本体の間の密着性を向上させる。【解決手段】極板から延びる極柱Ｐが挿入される挿入孔２を有する筒状をなす金属製の蓄電池用ブッシング１を、樹脂製の蓋本体６にインサート成型する蓄電池用蓋の製造方法であって、蓄電池用ブッシング１の挿入孔２が開口する下端部１ｘは、筒状の本体部１１と、本体部１１の外側周面に形成された環状突起部１２ａと、本体部１１の下面に形成されて上側に凹んだ環状凹部３とを有しており、下端部１ｘにおける環状凹部３よりも外側の下端面４１が、環状凹部３よりも内側の下端面５１に対して、上側に位置しており、環状突起部１２ａ、環状凹部３、外側の下端面４１及び内側の下端面５１を、インサート成型により蓋本体６に埋め込む。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用鉛蓄電池等といった蓄電池の端子構造に用いられる蓄電池用ブッシングを用いた蓄電池用蓋の製造方法、及び当該蓄電池用蓋を用いた蓄電池の製造方法に関するものである。

従来、極板群が収容された電槽を塞ぐ電槽蓋として、例えば合成樹脂製の蓋本体に鉛又は鉛合金などの金属製のブッシングをインサート成型して形成されたものがある。

そしてこのブッシングの蓋本体に埋設される埋設部の外側周面には、特許文献１に示すように、上下方向に沿って複数の環状突起部が形成されている。この複数の環状突起部により、ブッシング及び蓋本体の互いに接触する部分の沿面距離（つまり、電解液の移動経路）を長くして、蓋本体及びブッシングの間の隙間を通じて電槽蓋の上面に電解液が漏れ出ないように構成している。

ところが、上記のように複数の環状突起部を形成して沿面距離を長くしても、合成樹脂製の蓋本体と鉛又は鉛合金製のブッシングとでは、材料の熱膨張率が異なること等から、インサート成型等の温度変化による膨張や収縮により、ブッシング及び蓋本体の間に隙間が発生してしまい、電槽蓋の上面に電解液が漏れ出ることがある。

ここで、特許文献２に示すように、ブッシングＸの下面に環状凹部Ｘ１を形成し、環状凹部Ｘ１の内径側の内側筒状部Ｘ２よりも環状凹部Ｘ１の外径側の外側筒状部Ｘ３を下方に突出させて形成し、当該内側筒状部Ｘ２の下端面Ｘ２ａを外側筒状部Ｘ３の下端面Ｘ３ａよりも上側に位置させたものが考えられている（図３参照）。

しかしながら、このブッシングＸでは、合成樹脂製の蓋本体Ｙにインサート成型する場合に、環状凹部Ｘ１内に合成樹脂が流れ込みにくいという問題がある。そしてこれにより、環状凹部Ｘ１内の合成樹脂の充填が不十分となり易く、環状凹部Ｘ１内面と蓋本体Ｙとの密着性を十分に確保することが難しい。

また、図３に示すように、ブッシングＸに形成された挿入孔Ｘ４の開口端部（以下、ブッシング開口端部Ｘ５という。）に接触する蓋本体Ｙの開口端部（以下、蓋本体開口端部Ｙ１）は、合成樹脂の硬化収縮によって前記ブッシング開口端部Ｘ５から剥がれ易く、これに伴って、環状凹部Ｘ１内の合成樹脂も剥がれ易くなり、密着性を十分に確保することが難しい。つまり、蓋本体開口端部Ｙ１及び環状凹部Ｘ１内に充填された合成樹脂が全体として肉薄円筒状をなすため、蓋本体開口端部Ｙ１がブッシング開口端部Ｘ５から剥がれてしまうと、その剥離領域が簡単に環状凹部Ｘ１内まで拡大してしまうという問題がある。

特許第４４６６２７１号公報 欧州特許出願公開第１３４７５２２号明細書

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、蓋本体を形成する樹脂をブッシングの凹凸構造内に流れ込み易くするとともに、蓋本体及びブッシングの間の密着性を向上させることをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る蓄電池用蓋の製造方法は、極板から延びる極柱が挿入される挿入孔を有する筒状をなす金属製の蓄電池用ブッシングを、樹脂製の蓋本体にインサート成型する蓄電池用蓋の製造方法であって、前記蓄電池用ブッシングの前記挿入孔が開口する下端部は、筒状の本体部と、前記本体部の外側周面に形成された環状突起部と、前記本体部の下面に形成されて上側に凹んだ環状凹部とを有しており、前記下端部における前記環状凹部よりも外側の下端面が、前記環状凹部よりも内側の下端面に対して、上側に位置しており、前記環状突起部、前記環状凹部、前記外側の下端面及び前記内側の下端面を、インサート成型により前記蓋本体に埋め込むことを特徴とする。
また、本発明に係る蓄電池の製造方法は、上述した蓄電池用蓋の製造方法により製造された蓄電池用蓋を用いて蓄電池を製造することを特徴とする。

このように構成した本発明によれば、蓋本体を形成する樹脂を充填し易くするとともに、蓋本体及びブッシングの間の密着性を向上させることができる。

本実施形態の電槽蓋における蓄電池用ブッシングを主として示す断面図。 蓄電池用ブッシングの下端部を示す部分拡大断面図。 従来の蓄電池用ブッシングを示す断面図。

以下に本発明に係る電池用ブッシングの一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の蓄電池用ブッシング１は、図１に示すように、電槽に収容された極板群（いずれも不図示）から延びる極柱Ｐが挿入されるとともに、当該極柱Ｐの先端面Ｐａとブッシング１の上端面（先端面）１ａとが溶接されるものである。これにより、蓄電池用ブッシング１は、極柱Ｐとともに、例えば自動車用鉛蓄電池等の蓄電池の外部端子構造１００を構成する。なお、外部端子構造１００は正極端子部及び負極端子部において構成は同一である。

具体的に蓄電池用ブッシング１は、図１に示すように、概略円筒形状をなすものであり、その中心軸Ｃに極柱Ｐが挿入される概略円形状をなす挿入孔２が形成されている。また、蓄電池用ブッシング１は、金属材料を鍛造して形成されており、例えば鉛蓄電池においては、鉛又は鉛合金により形成されている。

また、図１及び図２に示すように、蓄電池用ブッシング１における前記挿入孔２が開口する下端部１ｘの下面に、前記挿入孔２を周方向に包囲するとともに、上側に凹んだ環状凹部３が形成されている。前記下端部１ｘは、インサート成型により、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、又はポリエチレン・ポリプロピレンコポリマー等の合成樹脂からなる蓋本体６の内部に埋設される。なお、ブッシング１の上側とは、インサート成型によって、蓋本体６の上面から上方に延出する側である。

本実施形態の環状凹部３は、図１及び図２に示すように、その断面形状が概略コの字状をなすものである。なお、合成樹脂を環状凹部３内に隙間なく充填しやすくするためには、環状凹部３の底部全体が例えば半円状等の概略円弧状をなすものや、環状凹部３の底部の角部がＲ形状（円弧状）をなすものとすることが望ましい。

そして、前記下端部１ｘにおける環状凹部３よりも外径側に形成される外部筒状部４の下端面４１（以下、外径側下端面４１という。）が、環状凹部３よりも内径側に形成される内部筒状部５の下端面５１（以下、内径側下端面５１という。）よりも、中心軸Ｃ方向において上側に位置するように構成されている。なお、外径側下端面４１は、挿入孔２と同心円状に形成された環状をなす平面である。また、内径側下端面５１も、前記外径側下端面４１と同様に、挿入孔２と同心円状に形成された環状をなす平面である。つまり、外径側下端面４１及び内径側下端面５１は、互いに同心円状に形成されている。

また、本実施形態のブッシング１の下端部１ｘは、概略円筒状をなす本体部１１と、当該本体部１１の外側周面に上下方向に並んで形成された複数段（図１では４段）の環状突起部１２ａ〜１２ｄとを有する。

そして、最上段に形成された環状突起部１２ａは、図１に示すように、その上面が蓋本体６の上面と略面一となるものである。また、当該最上段の環状突起部１２ａの下面には、ブッシング１が蓋本体６に対して周方向に回転しないようにするための、中心軸Ｃ方向から見て星形の回り止め突起部１３が形成されている。回り止め突起部１３の下面には、環状突起部１２ｂが形成されている。そして、環状突起部１２ｂ及び環状突起部１２ｃは、凹部を介して接続されている。また、環状突起部１２ｃ及び環状突起部１２ｄも同様に凹部を介して接続されている。すなわち、下段に形成された２段の環状突起部１２ｃ、１２ｄは、凹部とともに凹凸形状をなしている。

また、最下段に形成された環状突起部１２ｄの下面及び本体部１１の下面に、前記環状凹部３が形成されるように構成されている。また、最下段の環状突起部１２ｄは、その下面が、本体部１１の下面よりも上側に位置するように形成されている。つまり、最下段の環状突起部１２ｄにおいて、環状凹部３が形成されない部分が上述した外部筒状部４となり、環状凹部３が形成されない部分の下面が上述した外径側下端面４１となる。また、本体部１１において、環状凹部３が形成されない部分が上述した内部筒状部５となり、環状凹部３が形成されない部分の下面が上述した内径側下端面５１となる。

このように最下段に形成された環状突起部１２ｄの下面に環状凹部３の一部を形成することで、環状凹部３が、ブッシング１の下端部１ｘにおいて挿入孔２から離間する方向（中心軸Ｃ方向に直交する径方向）における外側寄りに形成される。これにより、ブッシング開口端部１ｚと蓋本体開口端部６ｚ（図２参照）との密着性が不十分であっても、その影響により環状凹部３及びその近傍での密着性が劣化することを防止している。

そして、図２に示すように、環状突起部１２ｂと環状突起部１２ｃとの間の凹部の上下方向の幅Ｌ１は、０．５ｍｍ〜３ｍｍとするのが好ましい。また、外径側下端面４１から環状凹部３の底面までの深さＬ２は、０．２ｍｍ〜２ｍｍとするのが好ましい。そして、環状凹部３の径方向の幅Ｌ３は、０．５ｍｍ〜３ｍｍとするのが好ましい。さらに、外径側下端面４１の径方向の幅Ｌ４は、０．２ｍｍ〜２ｍｍとするのが好ましい。上記のような範囲で構成することで、蓄電池用ブッシング１を鍛造により形成する場合においても歩留り良く形成することができる。

次にこのように構成した蓄電池用ブッシング１の下端部１ｘにおけるインサート成型時における樹脂の流れ及び樹脂硬化時における収縮圧力について説明する。

蓄電池用ブッシング１をインサート成型する場合には、ブッシング１の下端部１ｘに流れ込む樹脂は、外径側下端面４１の下側を通って径方向内側に流れる。このように流れた合成樹脂は、当該外径側下端面４１よりも下側にあるブッシング１の外側周面５ａに当たり、環状凹部３に流れ込む。つまり、外径側下端面４１の下側を流れた樹脂は、内部筒状部５の外側周面５ａに当たることになり、これにより、環状凹部３内に合成樹脂が流れ込み易くなる。

そして、樹脂硬化時においては、図２に示すように、外部筒状部４の外径側下端面４１の下側にある合成樹脂が硬化収縮することによって、内部筒状部５の外側周面５ａにおける外径側下端面４１よりも下側を押圧して締め付ける。これにより、当該内部筒状部５の外側周面５ａ及び蓋本体６の対向面との密着性を向上させることができ、電槽内の電解液が、蓋本体６の上面に漏れ出ることを防ぐことができる。

このように構成した本実施形態に係るブッシング１によれば、ブッシング１の下端部１ｘにおける環状凹部３よりも外側の外径側下端面４１が、環状凹部３よりも内側の内径側下端面５１に対して、上側に位置しているので、インサート成型の際に、合成樹脂を環状凹部３の内部に充填し易くすることができる。

また、前記外径側下端面４１よりも下側にある合成樹脂が、硬化して径方向内側に収縮するため、前記ブッシング１の側面視において、前記外径側下端面４１よりも下側にある外側周面５ａに硬化収縮による収縮圧力が作用することになり、ブッシング１の下端部１ｘにおける蓋本体６との密着性を向上させることができる。これにより、ブッシング開口端部１ｚ及び蓋本体開口端部６ｚでの密着性の確保が難しい場合であっても、前記外径側下端面４１よりも下側にあるブッシング１の外側周面５ａでの密着性を確保することができ、電槽内の電解液が、蓋上面６に漏れ出ることを防ぐことができる。

さらに、ブッシング１の下端部１ｘに環状凹部３を形成しているので、複数の環状突起部１２ａ〜１２ｄとともに、ブッシング１及び当該ブッシング１がインサート成型される蓋本体６の接触部分における沿面距離を長くすることができ、電槽内の電解液が、蓋上面に漏れ出ることを防ぐことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では本体部１１の下面及び最下段の環状突起部１２ｄの下面に亘って環状凹部３が形成されているが、本体部１１の下面のみに環状凹部３が形成されるものであっても良いし、最下段の環状突起部１２ｄの下面のみに環状凹部３が形成されるものであっても良い。なお、環状凹部３をブッシング開口端部から可及的に離間させるためには、最下段の環状突起部１２ｄの下面に環状凹部３を形成することが望ましい。

また、複数の環状突起部１２ａ〜１２ｄを有するものの場合には、最下段の環状突起部１２ｄの下面に環状凹部３を形成する他、その他の環状突起部（例えば１２ｂや１２ｃ）の下面に環状凹部を形成するようにしても良い。さらに、下端部１ｘに形成された環状突起部１２の上面に環状凹部を形成するようにしても良い。なお、凹凸形状を形成する環状突起部の数は下２段に限られず、１段であってもよいし、３段以上であっても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１００・・・蓄電池用端子構造
Ｐ ・・・極柱
１ ・・・蓄電池用ブッシング
１ｚ ・・・下端部
１２ ・・・環状突起部
２ ・・・挿入孔
３ ・・・環状凹部
４１ ・・・外側の下端面
５１ ・・・内側の下端面

Claims (2)

1. 極板から延びる極柱が挿入される挿入孔を有する筒状をなす金属製の蓄電池用ブッシングを、樹脂製の蓋本体にインサート成型する蓄電池用蓋の製造方法であって、
   前記蓄電池用ブッシングの前記挿入孔が開口する下端部は、筒状の本体部と、前記本体部の外側周面に形成された環状突起部と、前記本体部の下面に形成されて上側に凹んだ環状凹部とを有しており、
   前記下端部における前記環状凹部よりも外側の下端面が、前記環状凹部よりも内側の下端面に対して、上側に位置しており、
   前記環状突起部、前記環状凹部、前記外側の下端面及び前記内側の下端面を、インサート成型により前記蓋本体に埋め込むことを特徴とする蓄電池用蓋の製造方法。
2. 蓄電池用蓋を備えた蓄電池の製造方法であって、
   前記蓄電池用蓋を請求項１に記載の製造方法を用いて製造することを特徴とする蓄電池の製造方法。