JP4435489B2 - Lead acid battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開2000−173579公報
従来、正,負極板をセパレータを介して交互に積層して極板群を組み立て、その正,負極板の積層方向に一列に並ぶ同極性の極板の耳群を溶接した所定形状のストラップと、該ストラップの外側面に溶接した所定形状の台座と該台座に極柱を溶接して成る鉛蓄電池は、例えば次のように製造される。即ち、極板群の同極性の極板の耳間に櫛歯状治具を挿し込んだ状態で囲い込み、該治具の基部側の所定の囲繞形状の凹状の鋳型の底面に、予め鉛又は鉛合金により所定形状の端子極柱又は中間極柱と台座とを一体に鋳造して成る鋳造体を、該治具の鋳型内に収容すると共に、その台座を該耳列に近接して載置し、この状態で、棒状足し鉛又は合金などの溶接用材をバーナーで溶かし乍ら耳群を溶接すると同時に、ストラップを所定形状に成形すると共に該台座の内側端面と該ストラップの外側面を互いに溶接して製造される。或いは、かゝる製造法に代え、予め鋳造した該端子極柱又は中間極柱を該治具の鋳型内に収容し、その底面に立てて載置した状態で、該足し鉛棒などの溶接材をバーナーで溶かし乍ら耳群を溶接すると同時にストラップを所定形状に成形し、更に、該鋳型内にその溶融材を流し込み、該ストラップの側面に溶接されると共に該鋳型に従った所定形状で且つ一定の厚さの台座を成形すると同時に、該台座に該極柱の外周面とを溶接して製造される。
而して、このように製造された鉛蓄電池(即ち、セル)は、電槽の各セル室内に収納され、中間極柱は電槽内の各セル室を区画する隔壁を貫通して互いに溶接され、端子極柱は、電槽に施される蓋に形成されたブッシング端子と一体に溶接されて端子を形成して、6セルから成る鉛蓄電池を製造しているのが一般である。
ところで、近年、鉛蓄電池は高容量化と共に負荷への大電流放電が要望されている。この目的を達成するため、例えば、前記特許文献1が提案されている。即ち、前記特許文献1には、極板群の各耳の板面方向と平行方向のストラップの断面積を、極柱がある部分から離れるにつれて次第に小さくするストラップが開示されている。このストラップとは、極板群の耳群を溶接する従来のいわゆる長矩形状のストラップに相当する部分と該ストラップと該極柱とを接続するいわゆる台座に相当する部分とに分けて解され、その台座のその厚さは、一定である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献1に開示のその台座に相当する部分は、平面形状が略三角形でその底辺側で耳群を接続した長矩形のいわゆるストラップに接続しているため、通電した場合、該ストラップ側での温度分布の変化は小さくすることができるが、大電流を通電したとき、比較的短時間に、極柱が取り付けられている個所(境界部)において溶断する不都合がある。
本発明は、上記従来の鉛蓄電池の不都合を解消し、大電流を通電した場合に、台座と極柱との取り付け個所(境界部)における溶断を防止し、大電流通電に耐え得る鉛蓄電池を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉛蓄電池は、正,負極板をセパレータを介して交互に積層して組み立てた極板群の一列に並ぶ同極性の極板の耳群を溶接したストラップと、該ストラップの外側面に溶接した台座と該台座に極柱を溶接して成る鉛蓄電池において、該台座の厚さを、該ストラップ側から該極柱の在る側に向かうに従い漸次肉厚としたことを特徴とする。
更に本発明は、台座の質量の増大を極力抑え乍ら上記の目的を達成した鉛蓄電池を提供するもので、該台座のストラップに溶接した側の内側端面と該極柱が在る側の外側端面との間を延びる左右の辺側面間の幅を極柱の在る側に向かい漸次細幅となるテーパー状に形成したことを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下詳述する。
図1及び図2は、本発明の実施の1例の鉛蓄電池(セル)を示す。その製造法の1例は、正極板と負極板をセパレータを介し交互に所望枚数積層して極板群を組み立てる。同図において1は極板群を示すが、便宜上、正,負極板のうち、一方の極性の極板と正,負極板間に介在するセパレータは図示しない。積層された一方の同極性の極板2,2,…の上縁の1側から上方に突出するその積層方向に一列に並んだ耳群2a,2a,…の各耳2a間に、周知の櫛歯状治具(図示しない)を差し込むと共に、予め鉛又は鉛合金、図示の例では、鉛−錫合金で台座と端子極柱とを一体に鋳造して成る鋳造体或いは中間極柱3と台座4とを一体に鋳造して成る鋳造体を、図示の例では、円柱状の端子極柱3と本発明に従って鋳造された台座4、即ち、ストラップと溶接する側の内側端面4aから該極柱3が在る側の外側端面4bに向かい漸次肉厚とした台座4、更に詳細には、その底面4cは水平底面で、上面4dはその内側端面4a側から外側端面4bに向かい、即ち、極柱3の在る側に向かい漸次上昇する傾斜面とした台座4とを一体に鋳造された鋳造体を、上記治具の基部に形成されている該鋳造体の本発明の台座4と略同じ寸法、形状を有する嵌合用凹面から成る鋳型内に嵌合載置した状態で、棒状、ストリップ状などの長手の鉛又は鉛合金から成る溶接用材(図示しない)をバーナーで溶融し乍ら、耳群2a,2a,…を溶接すると共に長矩形状のストラップ5を成形し、更に、該成形ストラップ5の外側面5aと該台座4の内側面4aとを溶接して成るセルから成る本発明の鉛蓄電池Bを製造した。
尚、図1の本発明の台座4は、極力、質量を増大しないように平面形状を略三角形状とし、更に詳細には、外側端面4bが円弧状の丸みをつけた二等辺三角形とし、その内側端面4b、即ち、その底辺面4b側で該ストラップ5の該外側面5aと溶接し、外側端面4bを側の頂部側で極柱3を立設するようにした。
【0006】
別の製造法として、上記の円柱状端子極柱3を治具の鋳型の底面に載置した状態で、溶接用材を溶融し、その溶融鉛を該鋳型内に流し込み、本発明の上記形状の台座4を成形すると共にその内側端面4aを該ストラップ5の外側面5aに溶接し、その外端頂部側において、該極柱3の下端部を埋設溶接するようにして、本発明の鉛蓄電池Bを製造してもよいことは勿論である。
【0007】
図1及び図2に示す本発明の鉛蓄電池の各構成部材の寸法は次の通りである。
ストラップの長さ 23mm
同 厚さ 4mm
台座の底辺側端面の厚さD1 8mm
同 頂部側端面の厚さD2 4mm
同 底辺側端面から頂部側端面の長さL 19.5mm
同 底辺側端面の幅W 17mm
円柱状端子極柱の径 8mm
【0008】
図3は本発明の他の実施例の鉛蓄電池B′を示し、その台座として、平面形状をホームベース状とした台座4′を用いた以外は、図1及び図2に示す実施例と変わりはない。従って、その構成部材は、先の実施例と同じ参照番号で示す。
【0009】
図4及び図5は、比較のため、従来の鉛蓄電池Cを示す。該鉛蓄電池Cは、上記と同じ製造法で製造した。即ち、その台座40は、その平面形状は略三角形であるが、その底辺側面40aの幅寸法Wは、上記の本発明の第1及び第2実施例のそれより広幅の19.1mmとし、その厚さは、底辺側面40aから頂部の外側端面40bまでの厚さDは、一定の厚さ4mmとした。40cは台座40の水平底面、Lは台座40の底辺側端面40aから頂部側端面40bまでの長さを示す。極板群の構成の他、ストラップの形状、寸法及び円柱状の端子極柱の形状、寸法は、本発明の実施例と変わりがないので、同じ参照番号を用い表示した。
更に、図示しないが、上記の2つの実施例1,2及び従来例の円柱状端子極柱に代え、板状などの中間極柱を夫々の台座4の頂部側に溶接した中間セル室へ収容するセルから成る鉛蓄電池B,B′,Cを夫々製造した。
【0010】
かくして、本発明の上記の第1実施例と第2実施例及び従来例の台座4,4′,40を夫々具備した鉛蓄電池B,B′,Cの夫々を、常法に従い電槽の夫々のセル室内に収納し、中間極柱は電槽内の各セル室を区画する隔壁を貫通して互いに溶接し、正,負極端子極柱は、電槽に施される蓋に形成したブッシング端子と一体に溶接し、正,負極端子を形成し、二輪車用密閉鉛蓄電池を夫々製造した。
【0011】
次に、上記のように製造した第1実施例の台座4を用いたセルを内蔵した本発明の密閉鉛蓄電池、第2実施例の台座4′を用いたセルを内蔵した本発明の密閉鉛蓄電池及び従来の台座40を用いたセルを内蔵した従来の密閉鉛蓄電池につき、夫々充電した後、負荷として可変抵抗を用いて制御された大電流を放電し、その電流と極柱と台座の取り付け部(境界部)Xの溶断までの時間を検べた。その結果、第1実施例の台座4を用いた電池は、350Aで33秒後溶断し、第2実施例の台座4′を用いた電池は、350Aで32秒後溶断したに対し、従来の台座40を用いた電池は、350Aで10秒後溶断した。このように、従来の肉厚が一定の台座40を用いた電池に比し、大電流に対する耐溶断性を向上せしめることができる。
このように本発明によれば、第1及び第2実施例における台座4及び4′が示すように、その肉厚を極柱に向かい厚くすることにより、台座4,4′の極柱3の取り付け部Xにおける横断面の面積が、従来の肉厚が一定の台座40の極柱3の取り付け部Xにおける横断面の面積に比し増大していること、更にはその外側端面に向かい漸次増大しているため、従来の台座40に見られたような該部Xにおける大電流通電時の電流の密集、即ち、通電抵抗の増大に伴う大きな発熱による溶断し易い不都合を解消し、該部Xにおける耐溶断性をもたらすことが判る。
【0012】
本発明の台座の平面形状は、実施例に示す略三角形状、ホームベース状に限定されることなく、台形状、半円形状、正四角形、矩形など、台形形状でもよいが、勿論、その肉厚は、ストラップ側から極柱側に向かい漸次肉厚とする。
この場合、台座の質量は、できるだけ増大しないようにすることが好ましいので、この観点からみると、該台座40のストラップ5に溶接した側の内側端面4aと極柱3が在る側の外側端面4bとの間を延びる左右の辺側面4d,4e間の幅を極柱3の在る側に向かい漸次細幅となるテーパー状に形成することが好ましい。即ち、第1実施例の三角形状の台座4のように、その左右の辺側面4d,4e間の幅をその全体に亘り該極柱3の在る側に向かい漸次細幅としたテーパー状に形成すること、或いは、第2実施例のホームベース状の台座4のように、その左右の辺側面4′d,4′e間の幅の一部を該極柱3の在る側に向かい漸次細幅となるテーパー状に形成することが好ましく、就中、第1実施例の平面形状が略三角形状の台座4が最も適している。これを第1,第2実施例1,2の具体例で見ると、第1実施例の略三角形の台座の質量は45.8g、第2実施例のホームベース形状の台座の質量は47.7gであり、これを従来例の台座の質量39.5gに鑑み、これより可及的に質量の増大を抑制し、且つ耐溶断性の向上には、平面形状は二等辺三角形の台座が最適である。
【0013】
【発明の効果】
このように本発明によるときは、極板群の耳群の溶接したストラップに溶接した台座と該台座に溶接した極柱とを具備して成る鉛蓄電池において、該台座の厚さを該ストラップ側から極柱側に向かうに従い漸次肉厚としたので、大電流を通電した場合の耐溶断性を向上せしめることができる。
この場合、該台座の左右側面間を該極柱の在る側に至るに従い細幅となるテーパー状とすることにより、台座の質量の増大を可及的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の1例の鉛蓄電池の側面図。
【図2】 同平面図。
【図3】 本発明の他の実施例の鉛蓄電池の側面図。
【図4】 従来の鉛蓄電池の側面図。
【図5】 同平面図。
【符号の説明】
1 極板群
2 極板
2a 耳
3 極柱
4,4′ 台座
5 ストラップ
B 本発明の第1実施例の鉛蓄電池
B′ 本発明の第2実施例の鉛蓄電池[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead acid battery.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP, 2000-173579, A Conventionally, a positive electrode group and a negative electrode plate are laminated alternately via a separator to assemble a group of electrode plates, and the electrode groups of the same polarity arranged in a line in the stacking direction of the positive and negative electrode plates are welded. A lead-acid battery formed by welding a predetermined shape of a strap, a base of a predetermined shape welded to the outer surface of the strap, and a pole column to the base is manufactured, for example, as follows. That is, it is enclosed in a state where a comb-like jig is inserted between the ears of the same polarity electrode plates of the electrode plate group, and lead or lead is previously placed on the bottom surface of a predetermined encircling concave mold on the base side of the jig. A cast body formed by integrally casting a terminal pole column or intermediate pole column and a pedestal of a predetermined shape using a lead alloy is accommodated in the mold of the jig, and the pedestal is placed close to the ear row. In this state, a welding material such as a rod-shaped lead or alloy is melted with a burner and the ear group is welded. At the same time, the strap is formed into a predetermined shape and the inner end surface of the pedestal and the outer surface of the strap are welded together. Manufactured. Alternatively, in place of such a manufacturing method, the terminal pole column or the intermediate pole column cast in advance is accommodated in the mold of the jig and placed on the bottom surface of the jig, and the additional lead rod or the like is welded. While melting the material with a burner, the ear group is welded, and at the same time, the strap is formed into a predetermined shape. Further, the molten material is poured into the mold, welded to the side of the strap, and in a predetermined shape according to the mold. In addition, a pedestal having a constant thickness is formed, and at the same time, the pedestal is manufactured by welding the outer peripheral surface of the pole column.
Thus, the lead storage battery (that is, the cell) manufactured in this way is housed in each cell chamber of the battery case, and the intermediate poles are welded to each other through the partition walls defining each cell chamber in the battery case. In general, the terminal pole is welded integrally with a bushing terminal formed on a lid applied to the battery case to form a terminal to manufacture a lead storage battery composed of 6 cells.
By the way, in recent years, lead-acid batteries have been demanded to increase the capacity and discharge a large current to the load. In order to achieve this object, for example,
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The portion corresponding to the pedestal disclosed in
The present invention eliminates the inconveniences of the above-mentioned conventional lead storage battery, and prevents the fusing at the attachment point (boundary part) between the pedestal and the pole pole when energizing a large current. The purpose is to provide.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The lead-acid battery of the present invention comprises a strap welded with a group of electrodes of the same polarity arranged in a row and assembled on the outer surface of the strap. In a lead-acid battery comprising a welded pedestal and a pole column welded to the pedestal, the thickness of the pedestal is gradually increased from the strap side toward the side where the pole column is located.
Furthermore, the present invention provides a lead-acid battery that achieves the above-mentioned object while suppressing an increase in the mass of the pedestal as much as possible, and has an inner end face on the side welded to the strap of the pedestal and an outer side on the side where the pole column is present. The width between the left and right side surfaces extending between the end surfaces is formed in a taper shape that gradually becomes narrower toward the side where the pole column exists .
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
FIG.1 and FIG.2 shows the lead acid battery (cell) of one example of implementation of this invention. In one example of the manufacturing method, a desired number of positive electrode plates and negative electrode plates are alternately stacked via a separator to assemble an electrode plate group. In FIG. 1,
In addition, the
[0006]
As another manufacturing method, in a state where the
[0007]
The dimensions of the constituent members of the lead storage battery of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 are as follows.
Strap length 23mm
Same thickness 4mm
Thickness D1 8 mm of the bottom side end face of the pedestal
Same side end face thickness D2 4 mm
The length L from the bottom side end surface to the top side end surface L 19.5 mm
Same bottom side end face width W 17mm
Diameter of cylindrical terminal pole 8mm
[0008]
FIG. 3 shows a lead-acid battery B ′ according to another embodiment of the present invention, which is different from the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except that a
[0009]
4 and 5 show a conventional lead-acid battery C for comparison. The lead storage battery C was manufactured by the same manufacturing method as described above. That is, the
Further, although not shown in the drawings, instead of the cylindrical terminal electrode poles of the two
[0010]
Thus, each of the lead storage batteries B, B ', C having the
[0011]
Next, the sealed lead-acid battery of the present invention incorporating the cell using the
As described above, according to the present invention, as shown in the
[0012]
The planar shape of the pedestal of the present invention is not limited to the substantially triangular shape and the home base shape shown in the embodiments, but may be a trapezoidal shape such as a trapezoidal shape, a semicircular shape, a regular square shape, a rectangular shape, or the like, of course. The thickness is gradually increased from the strap side to the pole column side.
In this case, it is preferable that the mass of the pedestal is not increased as much as possible. From this viewpoint, the
[0013]
【The invention's effect】
Thus, according to the present invention, in a lead storage battery comprising a pedestal welded to a welded strap of an ear group of electrode plates and a pole column welded to the pedestal, the thickness of the pedestal is adjusted to the strap side. Since the thickness is gradually increased from the pole toward the pole, the fusing resistance when a large current is applied can be improved.
In this case, an increase in the mass of the pedestal can be suppressed as much as possible by forming a tapered shape between the left and right side surfaces of the pedestal so as to reach a side where the pole column is present.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a lead storage battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the same.
FIG. 3 is a side view of a lead storage battery according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view of a conventional lead storage battery.
FIG. 5 is a plan view of the same.
[Explanation of symbols]
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