JP4258701B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液口栓を備えた鉛蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用鉛蓄電池は走行中の振動によって蓋に装着されている液口栓を通って電解液が溢液することがある。その対策として液口栓内に複数個の防沫板を設けてその迷路的機能により電解液飛沫の電池外への流出を防止する方法が種々考案されている。図１に実公平４−９７３８号公報に記載された一例を示す。（ａ）は液口栓の斜視図、（ｂ）は液口栓の断面図、（ｃ）は液口栓内部構造の斜視図である。
【０００３】
しかしながら、近年の自動車の多用途化に伴い、溢液防止性のより優れた鉛蓄電池が求められている。また、よりエネルギー密度の高い鉛蓄電池が求められているが、そのように設計された蓄電池では電解液面上の空間が小さくなる傾向にあり、この点においても溢液防止性の向上が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の課題を解決するもので、垂直および水平方向の厳しい振動による電解液の溢液を効果的に防止できる優れた鉛蓄電池を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになした発明は、液口栓を備えた鉛蓄電池において、前記液口栓は筒部と前記筒部内に収納された防沫体と排気孔とを備え、前記筒部にはスリットと通路室と防沫板配置室が設けられ、 前記スリットは縦長に形成されたものであり、 前記通路室は、前記防沫体の一部である複数の縦板体及び複数の傾斜した底板体と筒部内壁面とで構成され、 前記防沫板配置室は、防沫体の一部である半円状の複数の防沫板であって、上下方向に交互に対向する位置に逆の傾斜を持たせて配されたものと、前記筒部内壁面とで構成されたものであり、 前記スリットから筒部内に浸入した蓄電池内のガスが、前記通路室を経由して前記防沫板配置室に達し、次いで前記排気孔から排出されるとともに、前記防沫板配置室の電解液滴が前記通路室の前記底板体にそって下降し、前記スリットから蓄電池内部に滴下するよう構成されたことを特徴とする、鉛蓄電池である。
【０００７】
この発明によれば、スリットから筒部内に浸入した蓄電池内のガスは、前記通路室を経由して前記防沫板配置室に達し、次いで前記排気孔から排出されるが、振動等によりスリットから液口栓筒内に進入した電解液は防沫体の一部である複数の縦板体及び複数の傾斜した底板体と筒部内壁面とで構成される複数の区画よりなる通路室を階段状に順次上昇するので上昇エネルギーが減衰され、傾斜底板体にそって下降し、スリットから鉛蓄電池内に還流する。また振動による上昇エネルギーがより大きく、通路室をさらに上昇して防沫板配置室に到達した電解液は、防沫板配置室の半円状の複数の防沫板であって、上下方向に交互に対向する位置に逆の傾斜を持たせて配されたものによって上昇が抑制され、以下、前記と同様にして底板体にそって下降し、スリットから鉛蓄電池内に還流するので、優れた溢液防止機能を有する鉛蓄電池が提供される。
【０００８】
上記発明において、スリット幅は２ｍｍ以上であることが好ましい。
【０００９】
スリット幅２ｍｍ以下にすると、特に電解液の液面が高い場合に、電解液がスリット付近へ飛散した際にスリットに電解液の膜が張り、主に充電中に発生するガス圧によってその膜が押し上げられ溢液することがあるからである。しかし、スリット幅を２ｍｍ以上にすると膜が形成され難く、溢液に対して有利であることが実験で明らかになった。
【００１０】
また、通路室を構成する底板体は、傾斜角度が５〜３５°であることが好ましい。
【００１１】
防沫筒内に浸入した電解液は、底板体の傾斜に沿って下降するが、その角度が５°以下になると極端に下降効率が減少することが実験でわかった。したがって、底板の傾斜角度は５°以上がよい。角度が大きければ大きいほど下降は効率的になるが、傾斜角度を大きくすれば底板体の長さが長くなり、全体として上下方向に非常に長い液口栓となってしまい現実的でなく、傾斜角度は３５°以下が好ましい。
【００１２】
尚、各底板体の上下の落差をあまり大きくすると、液口栓の高さが上下方向に高くなり過ぎることから５mmが好ましい。
【００１３】
本発明において、通路室を構成する複数の縦板体の間隔は１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
縦板体の間隔を１．５ｍｍ以下にすると電解液の表面張力により縦板体と底板体との交部に電解液が滞留し、流下し難いことが実験で明らかになった。したがって、垂直防沫板間隔は１．５ｍｍ以上が好ましい。
【００１５】
さらに、本発明において、通路室を構成する縦板体と底板体との交部角は曲面にするのが好ましい。
【００１６】
曲面をつけることによって電解液がより効率的に流下する。
【００１７】
本発明において、防沫板配置室の半円状の複数の防沫板は傾斜角度が５〜３５°であり、上下の防沫板の最狭間隔は１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１８】
この傾斜角度については、傾斜底板体について述べたのと同様の理由による。
【００１９】
間隔については、１．５ｍｍ以下にすると電解液滴が滞留し流下し難くなることが実験であきらかになった。
【００２０】
防沫体には撥水処理を施すとより効果的である。。
【００２１】
撥水処理を施すことにより、電解液の落下がより効果的になる。撥水処理の具体例としては、撥水剤を塗布する方法や、樹脂ペレットと撥水剤粉沫とを混合して防沫体を成型する方法等があげられる。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
【００２５】
図２は本発明の実施例を示す液口栓の上面図（ａ）および断面図（ｂ）をそれぞれ示すもので、１は液口栓、２は筒部、３は防沫体で、防沫体３は筒部２内に挿入されている。４はスリット、５は排気孔である。２０は通路室であり、前記防沫体３の一部である複数の縦板体６、７及び複数の底板体８、９、１０と筒部内壁面４０とで構成される。３０は、防沫体３の一部である半円状の複数の防沫板１２、１３、１４であって、上下方向に交互に対向する位置に逆の傾斜を持たせて配されたものと、前記筒部内壁面４０とで構成される防沫板配置室である。
【００２６】
図３は本発明の実施例の鉛蓄電池の液口栓の外観斜視図である。
【００２７】
図４は前記防沫体３を示す正面図（ａ）、左側面図（ｂ）、背面図（ｃ）、右側面図（ｄ）、上面図（ｅ）、底面図（ｆ）であり、縦板体６、７は水平方向に３．５ｍｍの間隔が保たれている。縦板体６には上部に向かって傾斜を有する底板体８が設けられており、縦板体６と７の間に次の底板体９が設置され、同様に縦板体７に次の底板体１０が設置されている。各底板体は上部に向かって１５°の傾斜を有すると共に、各々上下落差２ｍｍを有している。尚、縦板体と底板体との交角部は半径０．５ｍｍの曲面に形成してある。
【００２８】
１１、１２、１３、1４は、防沫体の縦軸体１５に形成された半円状の複数の防沫板であり、上下方向に交互に対向する位置に逆の傾斜を持たせて配されている。この実施例では図示左右上方に向かって２０°の傾斜を持たせてある。各防沫板間の最狭間隔は１．５ｍｍである。
【００２９】
図５は、前記防沫体３を示す断面図で、６、７は縦板体、８、９、１０は底板体、１１、１２、１３、１４は防沫板、１５は防沫板を保持する軸体である。これらは一体となって防沫体３を構成する。
【００３０】
以上の構造を有しているので、スリット４から進入した電解液は、通路室の迷路構造により上昇エネルギーが減衰され、各底板体に沿って効率的に蓄電池内に流下する。
【００３１】
上昇エネルギーが大きく、さらに防沫板配置室３０にまで上昇した電解液は、防沫板１１、１２、１３、１４によって上昇エネルギーが減衰され、防沫板に沿って効率的に下部に向かって下降する。
【００３２】
【００３３】
次に、本発明の溢液防止効果を確認するために、図１に示した従来の構造の液口栓を備えた鉛蓄電池と図２に示す液口栓を供えた本発明の実施例の鉛蓄電池とについて比較試験を行った。
【００３４】
試験条件は、ＪＩＳ Ｄ ５３０１に規定されたＢ１９形鉛蓄電池において、液面高さを変え、振動周波数毎の正弦波形での単振動による振動試験を実施した。加振は、車両搭載時よりも厳しい３Ａの定電流充電をしながら、液式鉛蓄電池にとって最も厳しい５〜５０Ｈｚの範囲で正弦波振動により、垂直、水平の各々の方向に行い、溢液の有無を調査し、溢液限界を測定した。液面の高さは標準的な液面高さである蓄電池の蓋上面から−３５ｍｍのものと、それより＋１５ｍｍ高い−２０ｍｍのものとに設定した。
【００３５】
試験結果を図６および図７に示す。各試験結果は、各周波数毎に加速度（Ｇ）を上昇させていった時に溢液が発生した加速度値をプロットしたものである。図６は、液面の高さが蓄電池の蓋上面から−３５ｍｍの結果、図７は、蓄電池の蓋上面から−２０ｍｍの結果をそれぞれ示す。試験では３方向の振動をおこなった。（ａ）は上下方向（ｂ）は左右方向（ｃ）は前後方向である。
【００３６】
試験の結果、本発明品は、従来品に比べて溢液限界の加速度（G）が大幅に上昇しており、特に、最高液面高さを蓄電池の蓋上面から−２０ｍｍと高くした場合でも、十分な耐溢液性を有していることがわかる。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明鉛蓄電池は、自動車における垂直、水平方向の複雑かつ強い振動や高温環境下および電解液面が高いといった厳しい条件に対しても優れた耐溢液性を有している。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液口栓を示す図である。
【図２】本発明にかかる液口栓を示す図である。
【図３】本発明にかかる液口栓を示す図である。
【図４】本発明にかかる液口栓を示す図である。
【図５】本発明にかかる防沫体を示す図である。
【図６】試験結果を示す図である。
【図７】試験結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 液口栓
２ 筒部
３ 防沫体
４ スリット
５ 排気孔
６ 縦板体
７ 縦板体
８ 底板体
９ 底板体
１０ 底板体
１１ 防沫板
１２ 防沫板
１３ 防沫板
１４ 防沫板
１５ 縦軸体
２０ 通路室
３０ 防沫板配置室

Claims (1)

1. 液口栓（１）を備えた鉛蓄電池において、
   前記液口栓（１）は筒部（２）と前記筒部内に収納された防沫体（３）と排気孔（５）とを備え、
   前記筒部（２）にはスリット（４）と通路室（２０）と防沫板配置室（３０）が設けられ、
   前記スリット（４）は縦長に形成されたものであり、
   前記通路室（２０）は、前記防沫体（３）の一部である複数の縦板体（６、７）及び複数の傾斜した底板体（８、９、１０）と筒部内壁面（４０）とで構成され、
   前記防沫板配置室（３０）は、防沫体（３）の一部である半円状の複数の防沫板（１２、１３、１４）であって、上下方向に交互に対向する位置に逆の傾斜を持たせて配されたものと、前記筒部内壁面（４０）とで構成されたものであり、
   前記スリット（４）から筒部内に浸入した蓄電池内のガスが、前記通路室（２０）を経由して前記防沫板配置室（３０）に達し、次いで前記排気孔（５）から排出されるとともに、前記防沫板配置室（３０）の電解液滴が前記通路室（２０）の前記底板体（８、９、１０）にそって下降し、前記スリット（４）から蓄電池内部に滴下するよう構成されたことを特徴とする、鉛蓄電池。

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