JP2019023999A - 鉛蓄電池用液口栓および鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】液面上昇に対する耐溢液性能と振動に対する耐溢液性能との両方を向上させる。【解決手段】鉛蓄電池用液口栓は、鉛蓄電池用液口栓であって、筒状部と、筒状部における筒軸方向の一方側を封止する頭部と、を含む液口栓本体を備え、頭部には、筒状部の内外を連通させる連通孔が形成されており、筒状部には、筒軸方向の他方側の端から一方側に延びている第１のスリットおよび第２のスリットが形成されており、第１のスリットは、第２のスリットよりも筒軸方向の一方側まで延びている。【選択図】図２

Description

本明細書に開示される技術は、鉛蓄電池用液口栓に関する。

鉛蓄電池は、例えば、自動車等の電動車両に搭載され、電動車両の動力源や電動車両に搭載された電装品への電力供給源として利用される。このような鉛蓄電池の中には、電解液を補充するための液口栓が設けられているものがある。液口栓は、電槽内に位置する筒状体と、筒状体の上端を封止する頭部とを備え、頭部には、鉛蓄電池の充電時に電槽内の極板で発生したガス（酸素ガスや水素ガス）を鉛蓄電池の外部に排出する排気孔が形成されていることが一般的である。

ところで、鉛蓄電池の充電時に極板で発生したガスが電解液中から離脱するまでの間、その発生したガスの体積分だけ電槽内における電解液の液面が上昇する。この液面上昇により、電解液の液面が筒状体の底部に到達すると、該底部の開口が電解液で閉塞される。すると、電槽内の電解液の液面の上側の気体が存在する空間と液口栓の筒状体内部とが連通していない状態となり、電槽内で発生したガスの排気経路が遮断される。ガスの排気経路が遮断されると、電槽内に滞留するガスの圧力によって、液口栓周囲の電解液が押し下げられ、押し下げられた電解液が液口栓の筒状体内部に入り込み、頭部の排気孔を介して鉛蓄電池の外部に溢れ出るおそれがある。このようなガス発生に伴う液面上昇による溢液を抑制するため、従来より、筒状体に、筒状体の底部から上側に向けて同じ位置まで延びている一対のスリットが形成されているとともに、スリットと頭部との間には貫通孔が形成された液口栓が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３１３３１７号公報

上述の従来の液口栓では、筒状体に一対のスリットと貫通孔とが形成されているため、電解液の液面が筒状体の底部に到達しても、スリットと貫通孔とを介して、ガスの排気経路が確保される。これにより、スリットおよび貫通孔を超える高さまで電解液の液面が上昇しない限り、ガスの排気経路が遮断されないため、液面上昇に対する耐溢液性能を向上させることができる。したがって、スリットや貫通孔が筒状体の高い位置まで形成され、ガスの排気経路が高い位置まで存在している程、液面上昇に対する耐溢液性能を向上させることができる。しかし、スリットや貫通孔が筒状体の高い位置まで形成されている程、スリットの上端や貫通孔の上端と液口栓の頭部の排気孔との間の距離が近づくため、振動によって電槽内の電解液が揺動した際、電解液が液口栓の頭部の排気孔を介して鉛蓄電池の外部に溢れ出やすくなる。以上のことから、従来の液口栓では、液面上昇に対する耐溢液性能と振動に対する耐溢液性能との両方を向上させることは困難であった。

本明細書では、液面上昇に対する耐溢液性能と振動に対する耐溢液性能との両方を向上させることが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される鉛蓄電池用液口栓は、鉛蓄電池用液口栓であって、筒状部と、前記筒状部における筒軸方向の一方側を封止する頭部と、を含む液口栓本体を備え、前記頭部には、前記筒状部の内外を連通させる連通孔が形成されており、前記筒状部には、前記筒軸方向の他方側の端から前記一方側に延びている第１のスリットおよび第２のスリットが形成されており、前記第１のスリットは、前記第２のスリットよりも前記頭部に近い位置まで延びている。

本実施形態における鉛蓄電池１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。 液口栓１６０のＹＺ断面構成を示す説明図である。 液口栓１６０を構成する液口栓本体２００のＹ軸正方向視の側面構成を示す説明図である。 液口栓本体２００のＹ軸負方向視の側面構成を示す説明図である。 サンプル１〜３の性能評価の結果を示す説明図である。 サンプル４〜７の性能評価の結果を示す説明図である。 変形例における液口栓本体２００のＹ軸正方向視の側面構成を示す説明図である。

（１）本明細書に開示される鉛蓄電池用液口栓は、鉛蓄電池用液口栓であって、筒状部と、前記筒状部における筒軸方向の一方側を封止する頭部と、を含む液口栓本体を備え、前記頭部には、前記筒状部の内外を連通させる連通孔が形成されており、前記筒状部には、前記筒軸方向の他方側の端から前記一方側に延びている第１のスリットおよび第２のスリットが形成されており、前記第１のスリットは、前記第２のスリットよりも前記頭部に近い位置まで延びている。

本実施形態における鉛蓄電池用液口栓によれば、第１のスリットは、第２のスリットよりも頭部に近い位置まで延びている。すなわち、本液口栓が鉛蓄電池に装着された場合、第１のスリットが第２のスリットよりも高い位置まで延びている。このため、第１のスリットが第２のスリットと同じ低い位置までしか延びていない構成に比べて、ガスの排気経路が高い位置まで存在することになり、液面上昇に対する耐溢液性能を向上させることができる。

一方、従来の液口栓においては、上述したようにスリットが高い位置に形成されるほど、スリットの上端と頭部の連通孔との間の距離が近づくため、振動に対する耐溢液性能が低下しやすいと知見されていた。しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、スリットが低い位置に形成されていても、振動に対する耐溢液性能を向上させることができないことがあることを突き止めた。本発明者らは、第１のスリットが第２のスリットと同じ低い位置までしか延びていない場合、振動によりスリットを介して筒状部内に侵入した電解液がスリットを介して電槽内（筒状部外）に抜け出しにくく、継続的な振動により筒状部内に侵入した電解液が蓄積されて、連通孔から溢液することを初めて知見した。さらに、上述した電解液の抜け出しやすさには、第１のスリットの上方の貫通孔の有無は影響しない。すなわち、第１のスリットの上方に貫通孔が独立に形成されても、電解液の抜け出しやすさが改善されないことも初めて知見した。

そこで、本液口栓では、第１のスリットを第２のスリットよりも一方側の高い位置まで延ばすことで、仮に、第１のスリットが第２のスリットと同じ低い位置までしか延びておらず、第１のスリットの上方に貫通孔が独立に形成された構成に比べて、筒状部からスリットを介して電解液を抜け出しやすくして、振動に対する耐溢液性能を向上させ、かつ、ガスの排気経路を高い位置まで存在させて、液面上昇に対する耐溢液性能を向上させた。加えて、仮に、第２のスリットが第１のスリットと同じ高さの位置に位置している構成に比べて、筒状部内に電解液を侵入しにくくして、振動に対する耐溢液性能を向上させた。以上により、本液口栓によれば、液面上昇に対する耐溢液性能と振動に対する耐溢液性能との両方を向上させることができる。

（２）上記鉛蓄電池用液口栓において、さらに、前記筒状部内に収容される防沫体を備え、前記防沫体は、前記筒軸方向に対して傾斜した第１の防沫板を有し、前記第１の防沫板は、少なくとも前記第１のスリットの直上に配置されている部分を含む構成としてもよい。本鉛蓄電池用液口栓によれば、振動により揺動した電解液が第１のスリットから筒状部内に侵入し、直接頭部の連通孔まで飛び散って、頭部から溢れ出るのを抑制することができる。なお、第１のスリットが第２のスリットよりも一方側の高い位置まで延びているため、筒状部に侵入した電解液は、スリットを介して抜け出しやすい。したがって、振動に対する耐溢液性能をさらに向上させることができる。

（３）上記鉛蓄電池用液口栓において、前記筒状部には、前記筒軸方向の他方端部において前記第１のスリットの幅を狭くする突出部が形成されている構成としてもよい。本鉛蓄電池用液口栓によれば、筒状部から防沫体が外れるのを抑制することができる。

（４）上記鉛蓄電池用液口栓において、前記筒状部内に収容される防沫体を備え、前記防沫体は、前記筒軸方向に対して傾斜した第２の防沫板を有し、前記第２の防沫板は、少なくとも前記第２のスリットの直上に配置されている部分を含む構成としてもよい。本鉛蓄電池用液口栓によれば、振動により揺動した電解液が第２のスリットから筒状部内に侵入し、直接頭部の連通孔まで飛び散って、頭部から溢れ出ることを抑制することができる。なお、第１のスリットが第２のスリットよりも一方側の高い位置まで延びているため、筒状部に侵入した電解液は、スリットを介して抜け出しやすい。したがって、振動に対する耐溢液性能をさらに向上させることができる。

（５）上記鉛蓄電池用液口栓において、前記第１のスリットの少なくとも一部と前記第２のスリットの少なくとも一部とは、前記筒状部の軸心を挟んで対向している構成としてもよい。本鉛蓄電池用液口栓によれば、第１のスリットが第２のスリットよりも高い位置まで延びており、筒状部内に電解液が比較的侵入しやすい構成においても、振動により第１のスリットから筒状部に侵入した電解液がその勢いのまま第２のスリットから抜け出やすい。したがって、振動に対する耐溢液性能をさらに向上させることができる。

（６）上記鉛蓄電池において、装着孔が形成された筐体と、前記筐体の前記装着孔に装着された（１）から（５）までのいずれかの鉛蓄電池用液口栓と、前記筐体内に収容された正極板および負極板と、を備える構成としてもよい。本鉛蓄電池によれば、液面上昇に対する耐溢液性能と振動に対する耐溢液性能との両方を向上させることができる。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．全体構成：
（鉛蓄電池１００の構成）
図１は、本実施形態における鉛蓄電池１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。図１には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を「上方向」といい、Ｚ軸負方向を「下方向」というものとするが、鉛蓄電池１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図２以降についても同様である。また、以下、正極側の構成要素の符号の末尾に「Ｐ」を付し、負極側の構成要素の符号の末尾に「Ｎ」を付すこととし、両者の構造が略同一である場合、負極側の構成要素の説明を省略することがある。

図１に示すように、鉛蓄電池１００は、筐体１０１と極板群１０４とを備える。筐体１０１は、電槽１０２と蓋１０６とを含む。電槽１０２は、上面が開放した略直方体の容器であり、例えば合成樹脂により形成されている。筐体１０１の内部の収容空間Ｓは、隔壁（図示せず）によって所定方向（Ｘ軸方向）に並ぶ複数のセル室に仕切られており、各セル室には、電解液Ｕと極板群１０４とが収容されている。電解液Ｕは、例えば希硫酸である。以下、複数のセル室の並び方向（Ｘ軸方向）を、「セル並び方向」という。

（極板群１０４の構成）
極板群１０４は、複数の平板状の正極板１１０Ｐと、複数の平板状の負極板１１０Ｎと、正極板１１０Ｐと負極板１１０Ｎとの間に配置される複数のセパレータ１２０とを備える。各極板１１０Ｐ，１１０Ｎは、格子体に活物質が充填された導電性部材である。複数の正極板１１０Ｐは、正極側の集電部材１１２Ｐによって連結されており、複数の負極板１１０Ｎは、負極側の集電部材１１２Ｎによって連結されている。セル室間では、互いに極性が異なる集電部材１１２Ｐ，１１２Ｎ同士が接続部材１３０を介して接続されることによって、複数の極板群１０４が電気的に直列に接続されている。

（蓋１０６の構成）
蓋１０６は、下面が開放した略矩形の部材であり、電槽１０２の上端開口部に対応したサイズであり、例えば合成樹脂により形成されている。蓋１０６が電槽１０２の上端開口部に嵌められて、蓋１０６と電槽１０２とが例えば熱溶着されることによって、各セル室が密閉状態になっている。

蓋１０６には、正極側の端子部１５０Ｐと、負極側の端子部（図示せず）とが設けられている。正極側の端子部１５０Ｐと負極側の端子部とは、上述したセル並び方向（Ｘ軸方向）の両端付近にそれぞれ配置されている。正極側の端子部１５０Ｐと負極側の端子部とは、構成が略同一であるため、以下、正極側の端子部１５０Ｐを例にとって構成を説明する。

正極側の端子部１５０Ｐは、ブッシング１５２Ｐと、極柱１５４Ｐとを含む。ブッシング１５２Ｐは、上下方向に貫通する孔が形成された略円筒状の導電性部材であり、例えば鉛合金等の金属により形成されている。ブッシング１５２Ｐの下側部分は、インサート成形により蓋１０６に埋設されており、ブッシング１５２Ｐの上側部分は蓋１０６の上面から上方に突出している。なお、ブッシング１５２Ｐの先端部分は、負荷等（図示せず）に接続される正極側の外部接続端子として機能する。極柱１５４Ｐは、略円柱形の導電性部材であり、例えば鉛合金等の金属により形成されている。極柱１５４Ｐは、ブッシング１５２Ｐの孔に挿入されている。極柱１５４Ｐの上端部は、ブッシング１５２Ｐの上端部と略同じ位置に配置されており、極柱１５４Ｐの下端部は、ブッシング１５２Ｐの下端部より下方に突出し、さらに、蓋１０６の下面より下方に突出している。極柱１５４Ｐの上端部は、ブッシング１５２Ｐに対して溶接により接合されており、極柱１５４Ｐの下端部は、上述の正極側の集電部材１１２Ｐに接合されている。

また、蓋１０６における各セル室の直上には、蓋１０６を上下方向に貫通する装着孔１０６Ａが形成されている。装着孔１０６Ａには液口栓１６０が装着されている。なお、本実施形態の鉛蓄電池１００は、液口栓１６０の上面が蓋１０６の上面と略面一になっている、いわゆるフラットタイプの鉛蓄電池である。液口栓１６０は、特許請求の範囲における鉛蓄電池用液口栓に相当する。

（液口栓１６０の構成）
図２は、液口栓１６０のＹＺ断面構成を示す説明図であり、図３は、液口栓１６０を構成する液口栓本体２００のＹ軸正方向視の側面構成を示す説明図であり、図４は、液口栓本体２００のＹ軸負方向視の側面構成を示す説明図である。液口栓１６０は、液口栓本体２００と防沫体３００とを備える。

図２から図４に示すように、液口栓本体２００は、筒状部２１０と、頭部２２０とを含む。筒状部２１０は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる円筒状である。筒状部２１０は、下端が開放している。頭部２２０は、円形平板状であり、筒状部２１０の上側を封止するように配置されている。頭部２２０には、該頭部２２０を上下に貫通し、筐体１０１の内部の収容空間Ｓと筐体１０１の外部とを連通させる連通孔２２２が形成されている（図２参照）。頭部２２０の外径は、筒状部２１０の外径より大きく、頭部２２０の周縁部が全周にわたって筒状部２１０より外周側に張り出している。筒状部２１０と頭部２２０とは、例えば樹脂により一体的に形成されている。なお、上下方向は、特許請求の範囲における筒軸方向に相当し、筒状部２１０の上側は、特許請求の範囲における筒状部における筒軸方向の一方側に相当する。

筒状部２１０には、該筒状部２１０の下端から上端側に向かって延びている第１のスリット２１１と第２のスリット２１２とが形成されている。第１のスリット２１１は、第２のスリット２１２よりも、頭部２２０に近い位置（上側の位置）、すなわち高い位置まで延びている。換言すれば、第１のスリット２１１の上端２１１Ｕは、第２のスリット２１２の上端２１２Ｕよりも、高い位置、すなわち頭部２２０に近い位置に位置している。具体的には、第１のスリット２１１は、液口栓１６０の上下方向の中央位置より高い位置まで延びており、第２のスリット２１２は、液口栓１６０の該中央位置より低い位置まで延びている。また、第１のスリット２１１と第２のスリット２１２とは、いずれも、上下方向に沿って直線状に延びている。また、第１のスリット２１１における筒状部２１０の周方向の幅（以下、単に「第１のスリット２１１のスリット幅Ｄ１」という）は、該第１のスリット２１１の上下方向の全長にわたって略均一である。また、第２のスリット２１２における上記周方向の幅（以下、単に「第２のスリット２１２のスリット幅Ｄ２」という）は、該第２のスリット２１２の上下方向の全長にわたって略均一である。また、第１のスリット２１１のスリット幅Ｄ１と第２のスリット２１２のスリット幅Ｄ２とは略同一である。また、第１のスリット２１１と第２のスリット２１２とは、筒状部２１０の中心軸Ｌを挟んで対向している。なお、筒状部２１０の外周面のうち、第１のスリット２１１よりも上側の位置には、蓋１０６の装着孔１０６Ａに螺合可能なネジ山２１６が形成されている。中心軸Ｌは、特許請求の範囲における筒状部の軸心に相当する。

図２に示すように、防沫体３００は、筒状部２１０内に収容されている。防沫体３００は、底部３１０と支柱部３２０と複数の防沫板３３０とを有する。防沫体３００が複数の防沫板３３０を有することにより、筒状部２１０内におけるガスの排気経路が迷路状になっている。これにより、液口栓１６０では、電槽１０２内で発生したガスを比較的容易に通すが、電解液Ｕが頭部２２０の連通孔２２２から容易に漏れ出ることが抑制されている。

具体的には、底部３１０と支柱部３２０と複数の防沫板３３０とは、例えば樹脂により一体的に形成されている。底部３１０は、円形板状であり、筒状部２１０の下側の開放端を封止するように配置されている。なお、底部３１０の外周面に一対の凸部３１０Ａが形成されており、一方の凸部３１０Ａは第１のスリット２１１の下端側に圧入されており、他方の凸部３１０Ａは第２のスリット２１２の下端側に圧入されている。これにより、防沫体３００は、筒状部２１０内に収容された状態で筒状部２１０に対して係止されている。支柱部３２０は、上下方向に延びている棒状体であり、下端が底部３１０の上面中央部に結合されている。

複数の防沫板３３０は、一対の上側防沫板３４０と、一対の下側防沫板３５０とを有する。各上側防沫板３４０は、略半円平板状であり、支柱部３２０の外周面から斜め上方に向かって延びるように配置されている。また、各上側防沫板３４０における下端３４０Ｄ（支柱部３２０との連結部位）は、第１のスリット２１１の上端２１１Ｕより低い位置に配置され、各上側防沫板３４０における上端３４０Ｕは、第１のスリット２１１の上端２１１Ｕよりも高い位置に配置されている。一方の上側防沫板３４０（図２の左側）は、第１のスリット２１１と支柱部３２０との間に配置されており、該一方の上側防沫板３４０の上端３４０Ｕは、筒状部２１０の内周壁のうちの第１のスリット２１１の真上の部分に対向している。他方の上側防沫板３４０（図２の右側）は、第２のスリット２１２と支柱部３２０との間に配置されており、該他方の上側防沫板３４０の上端３４０Ｕは、筒状部２１０の内周壁のうちの第２のスリット２１２の真上の部分に対向している。なお、各上側防沫板３４０の上端３４０Ｕは、筒状部２１０の内周壁に接触している。上側防沫板３４０は、特許請求の範囲における第１の防沫板に相当する。

各下側防沫板３５０は、略半円平板状であり、支柱部３２０の外周面から斜め上方に向かって延びるように配置されている。各下側防沫板３５０は、各上側防沫板３４０よりも下側に配置されている。また、各下側防沫板３５０における下端３５０Ｄ（支柱部３２０との連結部位）は、第２のスリット２１２の上端２１２Ｕより低い位置に配置され、各下側防沫板３５０における上端３５０Ｕは、第１のスリット２１１の上端２１１Ｕよりも低く、かつ、第２のスリット２１２の上端２１２Ｕよりも高い位置に配置されている。一方の下側防沫板３５０（図２の左側）は、第１のスリット２１１と支柱部３２０との間に配置されており、該一方の下側防沫板３５０の上端３５０Ｕは、筒状部２１０の内周壁のうちの第１のスリット２１１が形成された部分に対向している。他方の下側防沫板３５０（図２の右側）は、第２のスリット２１２と支柱部３２０との間に配置されており、該他方の下側防沫板３５０の上端３５０Ｕは、筒状部２１０の内周壁のうちの第２のスリット２１２の真上の部分に対向している。なお、他方の下側防沫板３５０の上端３５０Ｕは、筒状部２１０の内周壁に接触している。下側防沫板３５０は、特許請求の範囲における第２の防沫板に相当する。

なお、図２に示すように、筒状部２１０内において、頭部２２０と防沫体３００との間には、円盤状のフィルタ３６０が配置されている。このフィルタ３６０は、例えば、頭部２２０の連通孔２２２から排出された水素ガスに引火し、筐体１０１内の水素ガスに引火して爆発することを防止する防爆フィルタである。

Ａ−２．本実施形態の効果：
本実施形態の液口栓１６０によれば、第１のスリット２１１は、第２のスリット２１２よりも筒状部２１０における高い位置まで延びている（図２〜図４参照）。このため、第１のスリット２１１が第２のスリット２１２と同じ低い位置までしか延びていない構成に比べて、ガスの排気経路が高い位置まで存在することになり、液面上昇に対する耐溢液性能を向上させることができる。また、液口栓１６０では、第１のスリット２１１を第２のスリット２１２よりも高い位置まで延びていることにより、仮に、第１のスリット２１１が第２のスリット２１２と同じ低い位置までしか延びておらず、第１のスリットの上方に貫通孔が独立に形成された構成に比べて、筒状部２１０から第１のスリット２１１を介して電解液Ｕを抜け出しやすくして、振動に対する耐溢液性能を向上させ、かつ、ガスの排気経路を高い位置まで存在させて、液面上昇に対する耐溢液性能を向上させた。加えて、仮に、第２のスリット２１２が第１のスリット２１１と同じ高さの位置に位置している構成に比べて、筒状部２１０内に電解液Ｕを侵入しにくくして、振動に対する耐溢液性能を向上させた。以上により、液口栓１６０によれば、液面上昇に対する耐溢液性能と振動に対する耐溢液性能との両方を向上させることができる。

また、液口栓１６０によれば、上側防沫板３４０は、少なくとも第１のスリット２１１の直上に配置されている部分を含む。これにより、振動により揺動した電解液Ｕが第１のスリット２１１から筒状部２１０内に侵入し、直接、頭部２２０の連通孔２２２まで飛び散って、頭部２２０から溢れ出るのを抑制することができる。また、下側防沫板３５０は、少なくとも第２のスリット２１２の直上に配置されている部分を含む。これにより、振動により揺動した電解液Ｕが第２のスリット２１２から筒状部２１０内に侵入し、直接、頭部２２０の連通孔２２２まで飛び散って、頭部２２０から溢れ出るのを抑制することができる。なお、第１のスリット２１１が第２のスリット２１２よりも高い位置まで延びているため、筒状部２１０に侵入した電解液Ｕは、第１のスリット２１１を介して抜け出しやすい。したがって、振動に対する耐溢液性能をさらに向上させることができる。

また、液口栓１６０によれば、第１のスリット２１１と第２のスリット２１２とが、筒状部２１０の中心軸Ｌを挟んで対向している。これにより、第１のスリット２１１が第２のスリット２１２よりも高い位置まで延びており、筒状部２１０内に電解液Ｕが比較的侵入しやすい構成においても、振動により第１のスリット２１１から筒状部２１０内に侵入した電解液Ｕがその勢いのまま第２のスリット２１２から抜け出やすい。したがって、振動に対する耐溢液性能をさらに向上させることができる。

また、上述したように、鉛蓄電池１００は、筒状部２１０と連通孔２２２との距離が比較的に短いフラットタイプである。本実施形態によれば、このようなフラットタイプの鉛蓄電池用液口栓であっても、液面上昇による溢液の抑制と振動による溢液の抑制との両方を向上させることができる。

Ａ−３．性能評価：
筒状部の構成が互いに異なる液口栓を備える鉛蓄電池のサンプル１〜７について、性能評価を行った。なお、後述するように、サンプル１は、上述した本実施形態の液口栓１６０を備える鉛蓄電池１００と同一の構成であり、サンプル２〜７は、サンプル１に対して、筒状部の構成のみ異なり、その他の構成は共通である。ただし、以下では、サンプル２〜７の筒状部も、便宜上、「筒状部２１０」というものとする。

（評価方法）
本性能評価では、サンプル１〜７のそれぞれについて、静止試験と振動試験とを行った。静止試験は、液面上昇に対する耐溢液性能を評価するための試験である。具体的には、静止試験では、各サンプルの電池温度を６０（℃）とし、定電圧１４．４（Ｖ）で充電を開始し、その充電状態で４時間放置する。この充電過程において、極板群１０４で発生したガスＧが電解液Ｕ中から離脱するまでの間、その発生したガスＧの体積分だけ電槽１０２内における電解液Ｕの液面が上昇する。そして、電槽１０２内の電解液Ｕが頭部２２０の連通孔２２２を介して筐体１０１の外部に漏れ出ることを防止できる液面高さの限界値（以下、「限界高さ」という）を測定する。液面高さは、電槽１０２の底面からの高さであるものとする。本評価では、限界高さが、液面高さの基準値（例えば電槽１０２において充填可能な電解液Ｕの液面高さの上限値であるアッパーレベル）より所定値（４（ｍｍ））だけ高い高さ以上であることを条件に、合格（○）と判定する。例えば、限界高さがアッパーレベルより所定値だけ高ければ、仮に電解液Ｕがアッパーレベルまで供給されたとしても、電解液Ｕが液口栓１６０の連通孔２２２を介して鉛蓄電池１００の外部に溢れ出る可能性が低く、液面上昇に対する耐溢液性能に優れているからである。一方、本評価では、該条件を満たさない場合、不合格（×）と判定する。

振動試験は、振動に対する耐溢液性能を評価するための試験である。具体的には、振動試験では、各サンプルを各定電圧１４．４（Ｖ）で充電を開始し、周波数１０（Ｈｚ）、１０（ｍｉｎ）間だけ振動させる。振動方向は、上下方向（Ｚ方向）と、セル室の並び方向（Ｘ方向）と、上下方向とセルの並び方向との両方に直交する方向（Ｙ方向 以下、「極板方向」という）との３方向とする。なお、電槽１０２の収容空間Ｓについて、セル室の並び方向の幅は、極板方向の幅より狭いものとする。そして、３方向それぞれについて振動加速度を０．５（Ｇ）ずつ上げていく。そして、電槽１０２内の電解液Ｕが頭部２２０の連通孔２２２を介して筐体１０１の外部に漏れ出ることを防止できる振動加速度の限界値（以下、「限界加速度」という）を測定する。本評価では、上下方向の限界加速度が５（Ｇ）以上であり、セル室の並び方向の限界加速度が３（Ｇ）以上であり、かつ、極板方向の限界加速度が５（Ｇ）以上であることを条件に、合格（○）と判定する。例えば、各方向において、限界加速度が、車両の走行時に想定される振動加速度以上であれば、車両の走行時において、電解液Ｕが液口栓１６０の連通孔２２２を介して鉛蓄電池１００の外部に溢れ出る可能性が低く、振動に対する耐溢液性能に優れているからである。一方、本評価では、該条件を満たさない場合、不合格（×）と判定する。

（評価結果）
図５は、サンプル１〜３の性能評価の結果を示す説明図であり、図６は、サンプル４〜７の性能評価の結果を示す説明図である。図５および図６の上段には、各サンプルにおける液口栓本体２００の模式図が示されており、液口栓本体２００以外の構成は省略されている。該模式図中の実線矢印は、電解液Ｕの流れを意味し、点線矢印は、筐体１０１内に発生したガスＧの流れを意味する。また、図５中の「ＳＬ」は、紙面左側に位置する左側スリットを意味し、「ＳＲ」は紙面右側に位置する右側スリットを意味する。図５中の「高」は、上述した第１のスリット２１１と同様、筒状部２１０における高い位置まで延びているスリットを意味し、「低」は、上述した第２のスリット２１２と同様、筒状部２１０における低い位置まで延びているスリットを意味する。また、筐体１０１の収容空間Ｓにおいて、電解液Ｕの液面Ｕ１よりも上側の空間のうち、筒状部２１０の外周側の空間を「外周側空間Ｓ１」といい、筒状部２１０の内周側の空間を「内周側空間Ｓ２」という。

サンプル１は、上述した本実施形態の液口栓１６０を備える鉛蓄電池１００である。具体的には、サンプル１では、左側スリットＳＬの高さ（上下方向の寸法）は１８（ｍｍ）であり、右側スリットＳＲの高さは９．６（ｍｍ）であり、左側スリットＳＬの幅（筒状部２１０の周方向の寸法）と右側スリットＳＲの幅とは、いずれも２．５（ｍｍ）である。なお、サンプル２〜５，７に形成されたスリット（左側スリットＳＬ、右側スリットＳＲ）の幅も、サンプル１と同様、２．５（ｍｍ）であるものとする。サンプル１では、振動試験および静止試験のいずれも合格（○）と判定され、総合評価が合格（○）と評価された。サンプル１では、左側スリットＳＬと右側スリットＳＲとの両方が形成されている。このため、右側スリットＳＲの上端付近までの高さ（以下、「低範囲ＬＨ」という）では、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の外から各スリットＳＬ，ＳＲを介して筒状部２１０内に侵入するが、再び、各スリットＳＬ，ＳＲを介して筒状部２１０の外に抜け出しやすい。次に、右側スリットＳＲの上端と左側スリットＳＬの上端との間の高さ（以下、「高範囲ＨＨ」という）では、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の外から左側スリットＳＬのみを介して筒状部２１０外に侵入し、侵入した電解液Ｕの一部が、右側スリットＳＲの真上の内壁面に突き当って左斜め上方に跳ね返る。しかし、左側スリットＳＬは、右側スリットＳＲの上端より高い位置まで延びているため、跳ね返った電解液Ｕは、左側スリットＳＬを介して、筒状部２１０の外に抜け出しやすい。したがって、継続的な振動により揺動した電解液Ｕが筒状部２１０内に蓄積されることが起こりにくい。このため、振動試験において、振動に対する耐溢液性能が高いと評価されたと考えられる。一方、左側スリットＳＬは、右側スリットＳＲの上端より高い位置まで延びているため、電解液Ｕの液面Ｕ１の高さが図５に示す位置であっても、左側スリットＳＬによって、外周側空間Ｓ１と頭部２２０の連通孔２２２との間のガスＧの排気経路が十分に確保される。このため、静止試験において、液面上昇による耐溢液性能が高いと評価されたと考えられる。

サンプル２は、サンプル１に対して、左側スリットＳＬだけでなく、右側スリットＳＲも筒状部２１０における高い位置（１８（ｍｍ））まで延びている点で相違する。サンプル２では、振動試験で不合格（×）と判定され、静止試験で合格（○）と判定され、総合評価が不合格（×）と評価された。サンプル２では、左側スリットＳＬおよび右側スリットＳＲの両方が筒状部２１０における高い位置まで延びている。このため、低範囲ＬＨだけでなく高範囲ＨＨでも、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の外から各スリットＳＬ，ＳＲを介して筒状部２１０内に侵入するが、再び、各スリットＳＬ，ＳＲを介して筒状部２１０の外に抜け出しやすい。しかし、サンプル２では、サンプル１とは異なり、高範囲ＨＨにおいて、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の左右両側から筒状部２１０内に侵入するため、サンプル１に比べて、多量の電解液Ｕが頭部２２０の連通孔２２２に向かって侵入して蓄積されやすい。このため、振動試験において、振動に対する耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。一方、左側スリットＳＬおよび右側スリットＳＲの両方が筒状部２１０における高い位置まで延びているため、サンプル１と同様、ガスＧの排気経路が十分に確保される。このため、静止試験において、液面上昇による耐溢液性能が高いと評価されたと考えられる。

サンプル３は、サンプル１に対して、右側スリットＳＲだけでなく、左側スリットＳＬも筒状部２１０における低い位置（９．６（ｍｍ））まで延びている点で相違する。サンプル３では、振動試験で不合格（×）と判定され、静止試験で不合格（×）と判定され、総合評価が不合格（×）と評価された。サンプル３では、左側スリットＳＬおよび右側スリットＳＲの両方が筒状部２１０における低い位置まで延びている。このため、サンプル１と同様、低範囲ＬＨでは、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の外から各スリットＳＬ，ＳＲを介して筒状部２１０内に侵入するが、再び、各スリットＳＬ，ＳＲを介して筒状部２１０の外に抜け出しやすい。次に、高範囲ＨＨでは、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の外から筒状部２１０内に侵入しにくいが、その反面、筒状部２１０内に侵入した電解液Ｕは筒状部２１０の外に抜け出しにくい。したがって、サンプル３では、サンプル１に比べて、電解液Ｕが頭部２２０の連通孔２２２に向かって侵入して蓄積されやすい。このため、振動試験において、振動に対する耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。一方、電解液Ｕの液面Ｕ１の高さが図５に示す位置である場合、外周側空間Ｓ１と内周側空間Ｓ２とが筒状部２１０によって完全に分断されるため、ガスＧの排気経路が遮断される。このため、静止試験において、液面上昇による耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。

サンプル４は、サンプル１に対して、右側スリットＳＲが無い点で相違する。サンプル４では、振動試験で不合格（×）と判定され、静止試験で合格（○）と判定され、総合評価が不合格（×）と評価された。サンプル４では、右側スリットＳＲが無いため、高範囲ＨＨだけでなく、低範囲ＬＨでも、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の外から左側スリットＳＬのみを介して筒状部２１０内に侵入し、侵入した電解液Ｕの一部が、筒状部２１０の右側の内壁面に突き当って左斜め上方に跳ね返り、跳ね返った電解液Ｕは、左側スリットＳＬを介して、筒状部２１０の外に抜け出る。しかし、サンプル４では、スリットの無い右側の内壁面によって低範囲ＬＨと高範囲ＨＨとの両方において多量の電解液Ｕが跳ね返されるため、サンプル１に比べて、多量の電解液Ｕが頭部２２０の連通孔２２２に向かって侵入して蓄積されやすい。このため、振動試験において、振動に対する耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。一方、サンプル４では、サンプル１と同様、左側スリットＳＬによって、ガスＧの排気経路が十分に確保される。このため、静止試験において、液面上昇による耐溢液性能が高いと評価されたと考えられる。

サンプル５は、サンプル１に対して、左側スリットＳＬが無い点で相違する。サンプル５では、振動試験および静止試験の両方で不合格（×）と判定され、総合評価が不合格（×）と評価された。サンプル５では、左側スリットＳＬが無いため、低範囲ＬＨでは、振動により揺動した電解液Ｕは、筒状部２１０の外から右側スリットＳＲのみを介して筒状部２１０内に侵入し、侵入した電解液Ｕの一部が、筒状部２１０の左側の内壁面に突き当って右斜め上方に跳ね返る。しかし、右側スリットＳＲは筒状部２１０における低い位置までしか延びていないため、跳ね返った電解液Ｕは、右側スリットＳＲの真上の内壁面の存在によって筒状部２１０の外に抜け出しにくい。したがって、サンプル５では、サンプル１に比べて、電解液Ｕが頭部２２０の連通孔２２２に向かって侵入して蓄積されやすい。このため、振動試験において、振動に対する耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。一方、電解液Ｕの液面Ｕ１の高さが図５に示す位置である場合、サンプル３と同様、外周側空間Ｓ１と内周側空間Ｓ２とが筒状部２１０によって完全に分断されるため、ガスＧの排気経路が遮断される。このため、静止試験において、液面上昇による耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。

サンプル６は、サンプル１に対して、左側スリットＳＬおよび右側スリットＳＲの両方が無い点で相違する。サンプル６では、振動試験および静止試験の両方で不合格（×）と判定され、総合評価が不合格（×）と評価された。サンプル６では、左側スリットＳＬおよび右側スリットＳＲの両方が無いため、サンプル１に比べて、筒状部２１０内に侵入した電解液Ｕが筒状部２１０の外に抜け出しにくく、頭部２２０の連通孔２２２に向かって蓄積されやすい。このため、振動試験において、振動に対する耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。一方、電解液Ｕの液面高さが図５に示す位置である場合、サンプル３，５と同様、外周側空間Ｓ１と内周側空間Ｓ２とが筒状部２１０によって完全に分断されるため、ガスＧの排気経路が遮断される。このため、静止試験において、液面上昇による耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。

サンプル７は、サンプル３に対して、左側スリットＳＬと頭部２２０との間にガス排気用の貫通孔Ｖが形成されている点で相違する。サンプル７では、振動試験で不合格（×）と判定され、静止試験で合格（○）と判定され、総合評価が不合格（×）と評価された。サンプル７では、電解液Ｕの液面Ｕ１の高さが図５に示す位置である場合でも、貫通孔Ｖによって、ガスＧの排気経路が確保される。このため、静止試験において、液面上昇による耐溢液性能が高いと評価されたと考えられる。一方、貫通孔Ｖの開口面積は、サンプル１の左側スリットＳＬの開口面積に比べて小さい。また、貫通孔Ｖは、右側スリットＳＲとは独立に形成されている。このため、振動によって、筒状部２１０の外から各スリットＳＬ，ＳＲを介して筒状部２１０内に侵入した電解液Ｕは、貫通孔Ｖから抜け出しにくい。すなわち、継続的な振動によって、筒状部２１０内に侵入する電解液Ｕの量に対して、筒状部２１０内から貫通孔Ｖを介して筒状部２１０の外に抜け出る電解液Ｕの量が極めて少ない。このため、貫通孔Ｖが形成されているにもかかわらず、振動試験において、振動による耐溢液性能が低いと評価されたと考えられる。従来、一般的には、スリットが筒状部における高い位置まで延びている程、振動に対する耐溢液性能が低くなると考えられていた。しかし、サンプル１とサンプル３，７との評価結果によれば、一対のスリットの一方が筒状部における高い位置まで延びており、他方が低い位置まで延びている構成とすると、却って、振動に対する耐溢液性能が向上することが分かる。また、スリットより高い位置に貫通孔を形成しても、液面上昇による耐溢液性能の向上には貢献するが、振動に対する耐溢液性能の向上にはあまり貢献しないことがわかる。

なお、図５および図６の評価結果は、自動車用バッテリの一般的なサイズ（セル並び方向の幅が１００（ｃｍ）〜２００（ｃｍ））の鉛蓄電池では共通であった。したがって、このようなサイズの鉛蓄電池に対して本発明を適用することが特に有効である。また、第１のスリット２１１（高い方のスリット）の高さが１６（ｍｍ）〜１８（ｍｍ）、第２のスリット２１２（低い方のスリット）の高さが８．５（ｍｍ）〜１０．５（ｍｍ）、スリット幅が２（ｍｍ）〜３（ｍｍ）の範囲内においても、図５および図６と同様の評価結果が得られた。したがって、このようなスリットの高さおよび幅の液口栓を備える鉛蓄電池に対して本発明を適用することが特に有効である。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態では、第１のスリット２１１と第２のスリット２１２とは、いずれも、筒軸方向（上下方向）に略平行に直線状に延びているとしたが、これに限らない。要するに特許請求の範囲における「前記筒軸方向の他方側の端から前記一方側に延びている」には、例えば、第１のスリット２１１と第２のスリット２１２との少なくとも一方が、筒軸方向に対して傾斜した部分を含んでいる形態も含まれる。

また、上記実施形態では、第１のスリット２１１と第２のスリット２１２とが、筒状部２１０の中心軸Ｌを挟んで対向しているとしたが、これに限らず、例えば、第１のスリット２１１の一部と第２のスリット２１２の一部だけが、筒状部２１０の中心軸Ｌを挟んで対向しているとしてもよい。なお、筒状部２１０内の電解液Ｕを筒状部２１０外に抜け出やすくするため、第１のスリット２１１と第２のスリット２１２との筒状部２１０の周方向における離間距離は、筒状部２１０の周長のサンプル４分のサンプル１以上であることが好ましい。また、上記実施形態において、筒状部２１０に３つ以上のスリットが形成されているとしてもよい。この場合、３つ以上のスリットのうち、少なくとも２つのスリットについて、上端の位置が互いに異なれば、本発明の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、第２のスリット２１２の上下方向の長さは、第１のスリット２１１の上下方向の長さの半分より長いとしたが、これに限らず、第２のスリット２１２の長さは、第１のスリット２１１の長さの半分以下であるとしてもよい。

また、上記実施形態では、第１のスリット２１１のスリット幅Ｄ１と第２のスリット２１２のスリット幅Ｄ２とは互いに同じであるとしたが、これに限らず、第１のスリット２１１のスリット幅Ｄ１が第２のスリット２１２のスリット幅Ｄ２より広くしてもよいし、逆に、第１のスリット２１１のスリット幅Ｄ１が第２のスリット２１２のスリット幅Ｄ２より狭くてもよい。なお、ここでいう「第１のスリット２１１のスリット幅Ｄ１」は、第１のスリット２１１の上下方向の複数箇所におけるスリット幅の平均値である。第２のスリット２１２のスリット幅Ｄ２についても同様である。

また、上記実施形態では、第１のスリット２１１は、スリット幅が該第１のスリット２１１の上下方向の全長にわたって同じであるとしたが、これに限らず、例えば、スリット幅が頭部に近づくに連れて小さくなっているとしてもよいし、スリット幅が頭部に近づくに連れて大きくなっているとしてもよい。

また、上記実施形態では、鉛蓄電池１００は、フラットタイプの鉛蓄電池であるとしたが、これに限らず、例えば、液口栓１６０が筐体１０１の上面から上方に突出する摘まみ部を含む、いわゆる摘まみタイプの鉛蓄電池であるとしてもよい。

また、上記実施形態において、筒状部２１０は、円筒状に限らず、例えば、角筒状などでもよい。

また、上記実施形態においては、例えば、第１のスリット２１１が第２のスリット２１２と同じ低い位置までしか延びていない構成に比べて、搬送などにおける振動時に防沫体３００が筒状部２１０から外れやすくなることがわかった。本発明者らは、第１のスリット２１１を一方側の高い位置まで延ばしたとしても、第２のスリット２１２が低い位置までしか延びていないため、筒状部２１０による防沫体３００の保持力はさほど低下しないと考えていた。

しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、第２のスリット２１２の高さによらず、最も高い位置まで延びている第１のスリット２１１の上端２１１Ｕの位置が高くなったことで、第１のスリット２１１の下端部の防沫体３００を圧入して保持する力点から、第１のスリット２１１の上端２１１Ｕの支点までの距離が長くなると、防沫体３００が外れやすくなることを知見した。

そこで、図７に示すように、筒状部２１０の下端部において第１のスリット２１１の幅方向中央に向かって突出し、第１のスリット２１１の下端部におけるスリットの幅を狭くする突出部２５０を設けてもよい。これによると、第１のスリット２１１の下端部の防沫体３００を圧入して保持する力が向上し、第１のスリット２１１が第２のスリット２１２と同じ低い位置までしか延びていない構成と同等に、筒状部２１０から防沫体３００が外れるのを抑制することができた。なお、図７には、第１のスリット２１１の下端部において互いに対向する一対の突出部２５０が設けられた構成が例示されているが、これに限らず、例えば、一対の突出部２５０のどちらか一方だけが設けられた構成であってもよい。

１００：鉛蓄電池 １０１：筐体 １０２：電槽 １０４：極板群 １０６：蓋 １０６Ａ：装着孔 １１０Ｎ：負極板 １１０Ｐ：正極板 １１２Ｐ，１１２Ｎ：集電部材 １２０：セパレータ １３０：接続部材 １５０Ｐ：端子部 １５２Ｐ：ブッシング １５４Ｐ：極柱 １６０：液口栓 ２００：液口栓本体 ２１０：筒状部 ２１１：第１のスリット ２１１Ｕ：第１のスリットの上端 ２１２：第２のスリット ２１２Ｕ：第２のスリットの上端 ２１６：ネジ山 ２２０：頭部 ２２２：連通孔 ２５０：突出部 ３００：防沫体 ３１０：底部 ３１０Ａ：凸部 ３２０：支柱部 ３３０：防沫板 ３４０：上側防沫板 ３４０Ｄ：上側防沫板の下端 ３４０Ｕ：上側防沫板の上端 ３５０：下側防沫板 ３５０Ｄ：下側防沫板の下端 ３５０Ｕ：下側防沫板の上端 ３６０：フィルタ Ｄ１：第１のスリットのスリット幅 Ｄ２：第２のスリットのスリット幅 Ｇ：ガス ＨＨ：高範囲 Ｌ：中心軸 ＬＨ：低範囲 Ｓ１：外周側空間 Ｓ２：内周側空間 Ｓ：収容空間 ＳＬ：左側スリット ＳＲ：右側スリット Ｕ１：液面 Ｕ：電解液 Ｖ：貫通孔

Claims (6)

1. 鉛蓄電池用液口栓であって、
   筒状部と、前記筒状部における筒軸方向の一方側を封止する頭部と、を含む液口栓本体を備え、
   前記頭部には、前記筒状部の内外を連通させる連通孔が形成されており、
   前記筒状部には、前記筒軸方向の他方側の端から前記一方側に延びている第１のスリットおよび第２のスリットが形成されており、
   前記第１のスリットは、前記第２のスリットよりも前記頭部に近い位置まで延びている、鉛蓄電池用液口栓。
2. 請求項１に記載の鉛蓄電池用液口栓であって、さらに、
   前記筒状部内に収容される防沫体を備え、
   前記防沫体は、前記筒軸方向に対して傾斜した第１の防沫板を有し、
   前記第１の防沫板は、少なくとも前記第１のスリットの直上に配置されている部分を含む、鉛蓄電池用液口栓。
3. 請求項２に記載の鉛蓄電池用液口栓であって、
   前記筒状部には、前記筒軸方向の他方端部において前記第１のスリットの幅を狭くする突出部が形成されている、鉛蓄電池用液口栓。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の鉛蓄電池用液口栓であって、
   前記筒状部内に収容される防沫体を備え、
   前記防沫体は、前記筒軸方向に対して傾斜した第２の防沫板を有し、
   前記第２の防沫板は、少なくとも前記第２のスリットの直上に配置されている部分を含む、鉛蓄電池用液口栓。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の鉛蓄電池用液口栓であって、
   前記第１のスリットの少なくとも一部と前記第２のスリットの少なくとも一部とは、前記筒状部の軸心を挟んで対向している、鉛蓄電池用液口栓。
6. 装着孔が形成された筐体と、
   前記筐体の前記装着孔に装着された請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の鉛蓄電池用液口栓と、
   前記筐体内に収容された正極板および負極板と、を備える鉛蓄電池。

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