JP5048652B2 - 蓄電池 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池に関し、この蓄電池は、セル容器に分割されるバッテリ収納部を有し、電極板積層体を形成するように互いに平行に積み重ねられ、セパレータによって互いに分離される多数の正電極板と負電極板とを有し、該セル容器を封止体で密封する下側カバーを有する蓄電池であって、該下側カバーは、セル容器用の開口を有し、該開口は、下側カバーに嵌合されるガス抜きチャネルシステムに通じている。

このような蓄電池は、特に、自動車のスタータバッテリ用の鉛蓄電池の形態で知られている。

ガスが蓄電池の作動中に発生し、セル容器内で放散されなければならない。この目的で、上部開口がセル容器内に設けられ、ガス抜きチャンバシステム通じている。ガス抜きチャンバシステムは複数の偏向ウェブによって分岐し、セル容器から開口を通って空洞内に飛び散る、電解液用のラビリンスを形成する。電解液はまた、ガス流内で分散し、偏向ウェブに衝突し、そこで凝縮する。この場合、ガス抜きチャネルシステムは、電解液が再びセル容器に逆流するように、傾いている。

欧州特許第１ ９０１ ３５６号は、注入口を閉じ、嵌合されると、個々のセルにガス抜き開口を解放する連続カバーストリップ（ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｓｔｒｉｐ）を有する、多セル蓄電池を開示している。可動管部が各注入口内に配置され、カバーストリップが嵌合されると、セルの内側方向に移動し、少なくとも１つのガス抜き開口を解放する。

可動管部は、カバーストリプが取り外されると、上限位置で係止され、この方法で、ガス抜き開口を封止する。封止は、この場合、管部分上の円錐封止面上に得られる。

欧州特許第１ ０１７ １１９Ａ１号は、バッテリセル容器の下側カバーの注入口が、ガス抜き導管要素によって封止され、ガス抜き導管要素は、下側カバーに嵌合し、ガス抜き弁を備えた開口に挿入するための管部分を有する、蓄電池を開示している。管部分は、ばね式クランプフックによって係止され、セル内部において開口壁面と係合する。開口は、この場合、開口内に突き出る管部分の押し込み嵌合により半径方向に封止される。

米国特許第４，３４８，４６６号は、ガス抜きチャネルシステムが、セル容器への開口を有する下側カバーに嵌合される、蓄電池を開示している。上述と同様に、開口内に突き出る管状ガス抜き弁が半径方向に封止されるが、管部分の外壁面の円周にある封止リングを用いて封止される。

米国特許第３，５９７，２８０号もまた、ガス抜きチャネルシステムが嵌合された蓄電池を開示しており、この蓄電池では、開口内に突き出る弁プラグを用いて、ガス抜きチャネルシステムをセル容器に差し込み結合する。ガス抜きチャネルシステムは封止され、弁プラグと開口との間の押し込み嵌合によってセル容器に固定されている。これらの従来の蓄電池に関する問題点の１つは、製造公差の結果として、ガス抜きチャネルシステムに対して下側カバーの開口を封止してしまうことである。
米国特許第３，５９７，２８０号

上述の点より、本発明の目的は、後に嵌合されるガス抜きチャネルシステムが確実に取り付けされ、および封止体を形成する、この一般的なタイプの改良された蓄電池を提供することである。

本発明によれば、この目的は、環状突出部が、下側カバーに近接する各開口に一体に形成され、およびガス抜きチャネルシステムが、ガス抜きチャネルシステムを下側カバーに強固にクランプするための結合機構手段を有し、これにより突出部が、ガス抜きチャネルシステムに対して開口を表面圧力によって封止する、この一般的なタイプの蓄電池によって達成される。

開口の内壁上にある従来の放射状の封止体と異なり、下側カバーの上面上への封止は、下側カバーの上で、開口の周辺回りで、ガス抜きチャネルシステムからの表面圧力によって、提供されることが提案される。製造公差の結果として、封止接触面が移動したとしても、これによって、確実に、ガス抜きチャネルシステムが常に下側カバー上に置かれて、封止体が形成される。開口を表面圧力で封止するために、下側カバー上の環状突出部はそれぞれ、開口に近接して設けられる。これによって、ガス抜きチャネルシステムが下側カバーに接してクランプされると、環状突出部とガス抜きチャネルシステムとの間の封止接触を確実にする。

突出部に対応する封止体は、好ましくは、ガス抜きチャネルシステム上に提供される。代替としてまたは追加的に、封止体は特定の封止体であってもよい。この場合、好ましくは、封止体を軟質材料から形成して、ガス抜きチャネルシステムが下側カバーにクランプされると圧縮され、この方法で封止体を形成する。特に、封止体は、下側カバーまたは上側カバーの材料上に、２成分プロセスを用いて成形されることが有利である。

ガス抜きチャネルシステムは、好ましくは、チャネルシステムを形成するために、基底部と上側カバーとの間に空洞と、基底部と上側カバーとの間に延びる偏向ウェブとを有する。

好ましい一実施形態においては、下側カバーの各開口を係合するために、ばね式スナップ作用フックが、ガス抜きチャネルシステムの基底部に設けられ、これらのばね式スナップ作用フックは、空洞から下向きに突き出ている。この場合、ばね式スナップ作用フックは正確に設計された長さを有し、これにより、ガス抜きチャネルシステムが下側カバーに嵌合されると、開口内に突き出ているばね式スナップ作用フックが下側カバーに係合し、開口を封止するのに十分な表面圧力を保証する。開口領域内でガス抜きチャネルシステムを下側カバーに対して固定することによって、有利には、開口領域内の表面圧力を保証する。表面圧力は、ガス抜きチャネルシステムおよび下側カバーの剛性とは無関係である。

下側カバーの開口は、好ましくは、管状接続スタッドを有し、管状接続スタッドは、セル容器内に内側方向に突き出ている。これらの利点は、特にばね式スナップ作用フックと併せて、管状接続スタッドが、ガス抜きチャネルシステムと下側カバーとの嵌合を容易にし、ばね式スナップ作用フックを管状接続スタッドの下端に接触させて固定しやすくなる点である。

また、特に有利な点は、壁面が、セル容器から上方向きに突き出し、下側カバーに設けられている固定タブおよび／または掛止溝を有することである。この場合、ガス抜きチャネルシステムは、固定タブおよび掛止溝にそれぞれ対応するばね式スナップ作用フックおよび／または案内タブを有することにより、ガス抜きチャネルシステムを下側カバーにクランプし、そして該ガス抜きチャネルシステムを該下側カバーに固定する
本発明は、例示を目的として、添付の図面を参照して、以下の本文により詳細に説明される。

図１は、ガス抜きチャネルシステム１の断面を平面図で示している。長方形のガス抜きチャネルシステム１は、外側周辺に周辺外壁２と、ガス抜きチャネルシステム１の基底部４から上側カバーに上向きに延びている、複数の偏向ウェブ３とを有する。偏向ウェブ３は、電解液がガス抜き開口５を通ってガス抜きチャネルシステム１の空洞内に飛び散るとき、蓄電池の全ての傾斜した位置内に電解液を保持するために用いられる。このことが、例示目的で、矢印によって描かれている。

図２は、電気接続のための正極７ａと負極７ｂを備えた蓄電池６の平面図を示している。蓄電池６は、６つのセル容器にさらに分割されている。セル容器に通じる開口９が、蓄電池６の下側カバー８に設けられている。図示された例示の実施形態では、セル容器ごとに１つの開口９が設けられている。しかし、セル容器ごとに２つ、３つ、またはそれ以上の開口が設けられる代替実施形態も実現可能である。詳細には、一実施形態では、実現可能で、ここでは、プラグによって密閉できる注入および監視口が、ガス抜き開口とは別個に設けられている。

別個のガス抜きチャネルシステム（１）の蓄電池の場合、蓄電池６の下側カバー８に差し込み結合する手段が施され、この方法で開口９を封止する。

図３は、ガス抜きチャネルシステム１の断面図を示している。ガス抜きチャネルシステム１は、下部１０と上部１１とから構成されている。上部１１は、この場合、下部１０に溶接されているか、または何らかの別の方法でクランプされて、封止体を形成している。ばね式スナップ作用フック１２が、下部１０から下方に突き出ている。これらは、ばね式スナップ作用フックがそれぞれ対応する開口９内に突き出ように、配置されて位置合わせされる。この場合、ばね式スナップ作用フックは、蓄電池６の下側カバー８に係合されている。ばね式スナップ作用フック１２は、開口９ごとに円筒管状部分の形態をしているか、または円形経路上で相互に離して配置された複数のばね式スナップ作用フック１２から形成されている。

図からも明らかなとおり、セル容器の方向に下方に突き出る管状部分と、上部１１の方向に上向きに突き出る管状部とを備えたガス抜き弁１３が、ばね式スナップ作用フック１２により囲まれているガス抜き開口内に設けられている。ガス抜き弁１３によって、ガス抜きチャネルシステム１内に生じる電解液が、セル内への戻り開口を通って逆に流れる場合であっても、ガスを発生させることができる。

さらに、ガス散逸流路１４が描かれ、これを通って、ガスが、点火保護要素１５によって、周囲環境中に外側に向かって通り抜ける。

図３からも明らかなとおり、ばね式スナップ作用フック１２を囲む環状封止要素１６が、ガス抜きチャネルシステム１の下面の開口ごとに設けられている。

図４は、再び、切開されていないガス抜きチャネルシステム１の側面図を示している。

図５から明らかなとおり、ガス抜きチャネルシステム１は、ばね式スナップ作用フック１２が開口９内へ突き出るように、蓄電池６の下側カバー８に差し込み結合されている。開口９は、各セル容器内に下向きに突き出る管状部分１７と、下側カバー８の上面でビーズ形状の突出部１８とを有する。ビーズ形状の突出部１８は、開口８を完全に囲み、ガス抜きチャネルシステム１が、管状部分１７に嵌め込まれるばね式クランプフックによって、下側カバー８にクランプされると、開口９を外部から封止する。ビーズ形状の突出部１８は、その後、環状封止要素１６上に載り、その位置に保持されて、ばね式クランプフック１２によって与えられる表面圧力の作用により、確実な封止を形成する。

図６は、ガス抜きチャネルシステム１が嵌合された蓄電池６の縦断面図を示している。図から明らかなとおり、好ましくは柔軟性のある環状封止要素１６が、ビーズ形状の突出部１８に対して強固に押し付けられる。これによって、開口９が、確実に、回りの外部領域から封止される。したがって、セル容器は、ガス抜きチャネルシステム１内の空洞の方向に、ガス抜き弁１３を介してのみ開かれる。偏向ウェブ３は、電解液を点火保護要素１５から離して維持し、ガスは、点火突起要素１５を通って、且つガス散逸流路１４を通って、周辺領域中に外側に流れ出ることができる。

図７は、開口９で囲まれ下向きに突き出るばね式スナップ作用フック１２が、特に、下側カバー８の管状部分１７に挿入されている、細部の断面図を示している。ガス抜きチャネルシステム１が下側カバー８に完全に差し込み結合されると、ばね式スナップ作用フック１２の羽根部が、管状部分１７の下側縁部の下端で係止される。

図から明らかなとおり、ガス抜き弁１３は開口９内のガス抜きチャネルシステム１の空洞の方向に設けられ、これにより、蓄電池が傾いたとしても、飛び散る電解液を可能な限りセル内に保持すると同時に、それにも関わらず、放出されたガスが逃がすことができる。

図示された実施形態では、突出部１８が、ビーズ形状で設けられ、環帯形状の下側カバー６の開口９を取り囲んでいる。対応する環状軟質封止要素１６が、下側カバーの下面に配置され、ビーズ形状の突出部１８に対して押し付けられ、ガス抜きチャネルシステム１が下側カバー８に強固に結合されると、ビーズ形状の突出部１８と共に開口９を封止する。

図８は、図７で示された実施形態からわずかに変更された実施形態を示している。唯一の違いは、環状封止要素１６が、下側カバー８の上面に配置され、且つ突出部１８と相互作用し、突出部１８は、ビーズ形状で、ガス抜きチャネルシステム１の下方部１０の下面の上に環形状で突出し、突出部１８の半径は、好ましくは、環状封止要素１６の平均半径に一致するように選択される点である。

図９は蓄電池６の第２の実施形態を示しており、ロックタブ１９が、セル容器から離れて下側カバー８から上向きに延びる壁部２０に設けられている。ガス抜きチャネルシステム１は、ロックタブ１９に対応する掛止タブ２１またはばね式スナップ作用フック２２を有しており、これにより、ビーズ形状で、開口領域内に設けられる突出部１８に適正な表面圧力でガス抜きチャネルシステム１を押し付ける。ガス抜きチャネルシステム１は、この場合、単に、蓄電池６の（壁部２０によって形成された）谷に挿入され、そこで固定される。

図１０は蓄電池６の第３の実施形態を示しており、ロックタブ１９が、セル容器から離れて下側カバー８から上向きに突き出る壁部２０の両方の取付側に設けられている。ロックタブ１９と相互作用するばね式スナップ作用フック２２は、ガス抜きチャネルシステム１の側端部上に、固定タブ１９に近接して設けられ、ガス抜きチャネルシステム１の側端部から離れて外側に向けられるこれらのばね力の作用で、ガス抜きチャネルシステム１が、蓄電池のカバーの谷、すなわち壁部２０の間に嵌め込まれるとき、固定タブ１９の下のばねを係止する。

図９および図１０もまた、ガス抜きチャネルシステム１の側面における、散逸流路１４から生じるガスを示している。

ラビリンスを形成する偏向ウェブを有するガス抜きシステムの平面図である。 それぞれが１つのセル容器に通じる６つの開口を有した鉛蓄電池の平面図であって、ガス抜きチャネルシステムのない図である。 図１のガス抜きチャネルシステムの断面分解組立図である。 図１のガス抜きチャネルシステムの側面図である。 ガス抜きチャネルシステムを嵌合された、図２で示される鉛蓄電池の下側カバーの断面図である。 ガス抜きチャネルシステムを嵌合された、図２で示される鉛蓄電池の部分縦断面図である。 ガス抜きチャネルシステムと、ガス抜きチャネルシステムの下部のガス抜き開口を取り囲む封止体の細部と、蓄電池の下側カバー上の突出部の断面図である。 ガス抜きチャネルシステムと、ガス抜きチャネルシステムの上部のガス抜き開口を取り囲む突出部の細部と、蓄電池の下側カバー上の封止体の断面図である。 ガス抜きチャネルシステムがクランプされた状態の、蓄電池の第２の実施形態の部分断面図である。 ガス抜きチャネルシステムがクランプされた状態の、蓄電池の第３の実施形態の部分断面図である。

Claims (9)

1. 複数のセル容器に分割されるバッテリ収納部を有し、電極板積層体を形成するように互いに平行に積み重ねられ、セパレータによって互いに分離される多数の正電極板と負電極板を有し、前記セル容器を封止体で密閉する下側カバー（８）を有し、前記下側カバー（８）は、前記セル容器用の開口（９）を有し、前記開口（９）は、前記下側カバー（８）に嵌合するガス抜きチャネルシステム（１）に通じている蓄電池（６）であって、
   環状の突出部（１８）が、前記下側カバー（８）に近接する各開口に一体に形成され、前記ガス抜きチャネルシステム（１）は、前記ガス抜きチャネルシステム（１）を前記下側カバー（８）にクランプするための結合機構手段（１２、２１、２２）を有し、これにより、前記突出部（１８）は、表面圧力によって前記ガス抜きチャネルシステム（１）に対して前記開口（９）を封止することを特徴とする蓄電池（６）。
2. 前記突出部（１８）に対応する封止体が、前記ガス抜きチャネルシステム（１）上に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の蓄電池（６）。
3. 前記突出部（１８）は封止体であることを特徴とする、請求項１または２に記載の蓄電池（６）。
4. 前記封止体は、軟質の封止リングであることを特徴とする、請求項２または３に記載の蓄電池（６）。
5. 前記封止体は、２成分プロセスを用いて成形されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の蓄電池（６）。
6. 前記ガス抜きチャネルシステム（１）は、基底部（４）と上部部分（１１）との間に空洞を有し、前記ガス抜きチャネルシステムを形成する偏向ウェブ（３）が前記基底部（４）と前記上部部分（１１）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電池（６）。
7. 前記下側カバー（８）の各開口（９）内で係合するために、前記ガス抜きチャネルシステム（１）の前記基底部（４）上の前記空洞から下向きに突き出る、ばね式スナップ作用フック（１２、２２）であって、前記フックの長さが、前記ガス抜きチャネルシステム（１）が前記下側カバー（８）に嵌合するときに、前記開口（９）内に突き出るばね式スナップ作用フック（１２、２２）が前記下側カバー（８）と係止し、前記開口（９）を封止するための表面圧力を保証するような、長さ寸法である、前記ばね式スナップ作用フック（１２、２２）によって特徴付けられる、請求項６に記載の蓄電池（６）。
8. 前記下側カバー（８）の前記開口（９）は、前記セル容器の内側に突き出る管状接続スタッドを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電池（６）。
9. 前記セル容器から上向きに離れて延び、固定タブ（１９）および／または掛止溝（２３）を有し、前記下側カバー（８）上に位置する壁部（２０）であって、この壁部（２０）は、対応するばね式スナップ作用フック（１２、２２）および／または掛止タブ（２１）によって、前記ガス抜きチャネルシステム（１）を前記下側カバー（８）にクランプすることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電池（６）。

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