JP5084396B2 - 蓄電池用排気構造 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池の排気構造に関するものである。

蓄電池、特に自動車、２輪車用の小型鉛蓄電池において、容積効率、コストなどの点から、排気栓構造の小型化、高信頼性は重要な課題である。一般的に複数セルを有するモノブロック式の鉛蓄電池の排気方法には、各セルに個別の排気栓を設ける方式と、各セルの排気経路を連結した一括排気方式がある。最近は、容積効率に優れた一括排気方式が多く採用されている。

一括排気方式の例として、複数の極板群が収納された電槽の開口部を蓋で閉塞し、その上面に凹状空間部を形成して該凹状空間部内に電槽内部と連通する排気孔および多数の隔壁を形成する。該凹状空間部の上面に上蓋を施して排気部とし、排気孔間の隔壁形状を複雑とする、あるいは排気孔間の沿面距離を増加させて、排気孔からの電解液による短絡状態の発生を防止した排気構造が知られている。（特許文献１）

さらに、隔壁上部に形成した連通口を、排気孔が形成された部位より高い位置に形成した排気構造も知られている。（特許文献２）
特開２００１−８４９８１号公報 実公昭４３−２５８７０号公報

共通の排気部内に複数セルの排気孔を形成して、これらを一括排気する場合、1個の排気孔から進入した電解液が、この共通の排気部をとおして隣接セルの排気孔から電槽内に還流することがあり、これによりセル間の、容量、寿命のばらつきを生じさせて好ましくない。この不都合な還流の防止には、侵入した電解液はその侵入したもとの排気孔自体から電槽内に還流することが望まれる。さらに隣接する排気孔間を連結した状態で電解液が存在することはセル間の短絡状態となり好ましくない。したがって、排気孔を隔壁で互いに区分することが必要である。

本発明人は各種の実験を行った結果、特許文献２に記載されているように排気孔が形成された部位よりも高い位置に連通口が形成された排気構造のほうが、特許文献１に記載のある両者が同一高さの位置にある排気構造に較べて、排気孔を通して排気部に侵入した電解液が隣接する排気孔側へ移動しにくいことが判った。

しかしながら、近年の蓄電池の使用環境は多岐にわたり、またその条件もさらに過酷化しているため、特許文献２に記載されている連通口が排気孔の形成されている位置よりも高い排気構造においても、たとえば自動車や２輪車などで発生する強い繰り返し振動により電解液が隣接する排気孔側へ移動することを防止できず、改善が望まれている。

この問題を解消するため、本発明では各隣接する排気孔間を、該排気孔が穿孔された高さよりは高い位置に形成した連通口のみで連通すると共に、該連通口の上下または左右の少なくともいずれかの開口寸法を０．８ｍｍ以下としたことを特徴とするものである。なお、この際、連通口は上下または左右の少なくともいずれか一方がこの寸法であれば良い。
なお、密閉形鉛蓄電池において、弁により閉塞された排気孔の外周に設けた平面部とこれを覆う上蓋との間に１．５ｍｍ以内の隙間を設けることが特開昭６１−１２１２６２号公報に記載されているが、このものは、電池内から電池外への排気に関するもので、本願の如き、電池内の隣接するセル室間のことではないので、技術的に相違すると考えると共に、この公報に記載される１．５ｍｍの隙間では全く要をなさなかったことからも相違すると考える。

（作用）
本発明の方法によれば、蓄電池の多岐にわたる使用環境下においても、連通口の開口寸法が小さいことから、この隙間に表面張力によって、振動が加わっても破れることのない強い膜が形成されるため、電解液の通過に対する抵抗が増大すると考えられる。したがって、１つの排気孔から侵入した電解液が他の排気孔へ移動することが防止でき、自動的に侵入した排気孔からもとの電槽に還流させることができる。

本発明によれば、蓄電池が振動、横転や倒立した場合にも、排気孔より侵入した電解液が他の排気孔を介して電槽内に還流することがない。さらに排気部内に侵入した電解液が該排気部内で液絡して、蓄電池が短絡状態になることを防止できるため、蓄電池容量の維持、ひいては寿命短縮を回避できる効果がある。

以下、図1と図２に基づき、本発明の実施形態について説明する。図1は蓋1の上面図である。この蓋は上面中央に突出する周囲壁２１で囲まれた大きな凹状空間部２を有する。この凹状空間部２が排気部を構成する。この凹状空間部２内の一段と下がった底面には各セル室に対応して開口する排気孔３が形成されている。これら各排気孔３は周囲壁２１で囲まれた凹状空間部を２分する中央隔壁２２により他の部分と区画され、そして、各排気孔３間は小隔壁４により互いに分離され、その小隔壁４の一部に切欠き４１を形成して、各排気孔３を連通している。更に、図２に示す様に、この切欠き４１の底面と連通して棚部３１が排気孔３よりは上方に形成され、排気孔３が形成された周囲は凹部５に形成されている。そして、この凹状空間部２は上蓋６を融着することで覆われるが、その際に、各隣接する排気孔３は、上蓋６と棚部３１又は／及び切欠き４１により形成される連通口７のみによって連通される。本発明では、この連通口７の上下寸法又は左右寸法を０．８ｍｍ以下としたものである。図２中、９は電槽の隔壁である。

８は中央隔壁２２によって区画された他方の凹状空間部２に補助囲壁８１により区画形成された安全機構部で、各排気孔３から排出されたガスが、連通口７を通り、１個（図１の例では左から２番目）のセル室内を通過して外部へ一括排気されるもので、８２は一点鎖線で示されたキャップ状のゴム弁８３が冠着される筒、８４はフィルターが嵌着される嵌着部であり、筒８２に冠着されたゴム弁８３を押しのけて排出されたガスは嵌着部８４に嵌着されたフィルターを介して安全に外部へ排出される。８５は、嵌着部８４の底面に形成された凹溝で、周囲壁２１を貫通して外部と連通している。補助囲壁８１の高さは周囲壁２１の高さと同じに形成されている。この様に形成された凹状空間部２はその上面全体に上蓋６が被せられて融着され、排気部を構成するものである。該上蓋６上面は平坦で下面には、周囲壁２１、中央隔壁２２、小隔壁４、補助囲壁８１に対応する位置に同一形状の突出壁６１が形成されて、被せた際にその周囲壁２１や中央隔壁２２等々の上端面に融着される。但し、切欠き４１に対応する部分には突出壁はなく平坦である。
なお、蓋に形成される凹状空間部は、上面に突出することなく、上面より下方に窪ませて形成しても良い。

図１に示した形状の一括排気部を構成する１個の蓋を作製し、これを内部が隔壁により６個のセル室に区画形成し、各セル室内に正極と負極をセパレータを介して交互に積層した極板群を収納した電槽の上面開口部に熱融着して取り付け、その排気孔３から所定量の電解液を各セル室内に注液した後、蓋の凹状空間部２の上面を上蓋６で覆い、６セルモノブロック式の鉛蓄電池を作製した。蓋１の凹状空間部２内の一段と下がった底面には、セル室に対応して６個の排気孔を開口し、切欠き４１及び棚部３１と上蓋６とで形成される連通口７の上下寸法を０．８ｍｍとし、切欠き４１の幅、即ち左右寸法は５ｍｍ、棚部３１のそれは１０ｍｍとした。なお、凹部５の深さ寸法は３ｍｍとした。なお、図１において、符号１１は蓋１の電槽の隔壁に対応する部分を示し、１２は蓄電池の端子を示す。

実施例１において、上蓋６と棚部３１の上下寸法を１ｍｍとした以外は実施例１と同様にした鉛蓄電池を作製した。

実施例１において、上蓋６と切欠き４１底面の上下寸法を１ｍｍとした以外は実施例１と同様にした鉛蓄電池を作製した。

（比較例）
実施例１において、上蓋６と切欠き４１および棚部３１の上下寸法を１ｍｍとした以外は実施例１と同様にした鉛蓄電池を作製した。

（従来例）
実施例１において、棚部３１の深さを凹部５と同様の深さ３ｍｍとして凹部５を拡大し、切欠き４１と上蓋６の上下寸法１ｍｍとした以外は実施例１と同様にした鉛蓄電池を作製した。

上記で作製した各鉛蓄電池において、上蓋６を透明樹脂で作製し、蓄電池を逆さまにして手で左右に５往復（約５秒間）振って凹状空間部２の凹部５内を電解液で充満させ、その後鉛蓄電池を正立させ、該凹部５内に液が残ったままで、鉛蓄電池を３０度傾斜させて連通口７から電解液が隣の電槽に流れるか否かを透明樹脂の上蓋から目視により観察した。電解液移動の有無は、切欠き４１が濡れているか否かで判断し、濡れている場合は移動有り、濡れていない場合は移動無しとした。その結果を表１に示す。

表１に示す通り、各実施例の鉛蓄電池ではいずれの場合にも電解液移動が発生しなかったが、比較例、従来例の鉛蓄電池では液移動が発生した。

上記のとおり本発明によれば、電解液がセル間移動しない蓄電池を提供できるものである。

本発明の実施形態を示す蓄電池の蓋の平面図である。 排気孔周辺の要部断面図である。

符号の説明

１ 蓋
２ 凹状空間部
３ 排気孔
３１ 棚部
４ 小隔壁
４１ 切欠き
７ 連通口
８ 安全機構部

Claims (1)

1. 複数のセル室を隔壁により区画形成した電槽を一個の蓋で覆い、その蓋上面に各セル室に対応して穿孔した排気孔を有する凹状空間部を形成し、各排気孔よりの排気ガスを連通口により一括して排気するようにした蓄電池用排気構造において、各隣接する排気孔間を、該排気孔が穿孔された部位よりは高い位置に形成された連通口のみで連通するとともに、該連通口の上下あるいは左右の少なくともいずれかの開口寸法を０．８ｍｍ以下としたことを特徴とする蓄電池用排気構造。