JP5658104B2

JP5658104B2 - 鉛蓄電池用ブッシング

Info

Publication number: JP5658104B2
Application number: JP2011155779A
Authority: JP
Inventors: 将士若尾
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: JP2013020912A

Description

本発明は、自動車用や産業用などに用いられる鉛蓄電池に係り、特に、鉛蓄電池用ブッシングに関する。

自動車用や産業用などに用いられる鉛蓄電池は、合成樹脂製の電槽と、この電槽の上部に融着または接着されて当該電槽を閉じる合成樹脂製の電池蓋とを備えている。これら電槽および電池蓋は、ＡＢＳ樹脂あるいはポリプロピレン（ＰＰ）樹脂などの合成樹脂で製作されている。通常、電池蓋の上部には端子部が設けられ、この端子部は、電槽内から外部へと延在する鉛合金製の極柱（電極）と、この極柱が挿入された鉛合金製のブッシングとを備えている。このブッシングはインサート成形により電池蓋に一体化され、極柱がブッシングに電槽の外部において溶接されて保持されている。

インサート成形時には、極柱を保持するブッシング本体を電池蓋の樹脂材料内にインサートして成形される。しかし、ブッシングの金属材料と電池蓋の樹脂材料との間には実質的に接着力が生じることがない。このため、ブッシング本体の外周に環状突起を上下複数段に形成し、これら環状突起の形成部を電池蓋の樹脂内にインサートすることにより、電槽内の電解液が這い上がって端子部に染み出すことを防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２３５０５０公報

しかし、上記したように、ブッシング本体の外周に複数の環状突起を設けた場合であっても、ブッシングと電池蓋との境界面には微小な隙間が生じるため、時間の経過と共に、その隙間を通して電槽内の電解液が這い上がって端子部に染み出す虞があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電池蓋とブッシングとの間の密着性を向上させ、電解液の染み出しを防止できるブッシング、及び、鉛蓄電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、電極を保持する筒状のブッシング本体の外周面に周方向に延びる複数の環状突起を一体に備え、これら環状突起が樹脂製の電池蓋にインサートされる鉛蓄電池用ブッシングにおいて、隣接する前記環状突起の間に、前記ブッシング本体の軸心から外側に向けて徐々に幅広となる楔型の突起を一体に備えたことを特徴とする。

また、上記構成において、前記楔型の突起は、鋳型のパーティングライン上に、一対形成される構成としても良い。
また、前記楔型の突起は、前記環状突起のうち、下方に位置して隣接する環状突起の間に形成されている構成としても良い。

本発明によれば、環状突起の間に、ブッシング本体の軸心から外側に向けて徐々に幅広となる楔型の突起を一体に備え、楔型の突起が樹脂製の電池蓋にインサートされる部分でアンカー効果が得られ、ブッシングと電池蓋との密着性が向上するため、電解液の染み出しを防止できる。

本発明の実施の形態に係る鉛蓄電池用ブッシングを用いて構成した鉛蓄電池の端子部の断面図である。鉛蓄電池用ブッシングの正面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る鉛蓄電池について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るブッシング１を用いて構成した鉛蓄電池の端子部１０の断面図である。
鉛蓄電池（不図示）は、合成樹脂製の電槽（不図示）と、この電槽の上部に融着されて当該電槽を閉じる合成樹脂製の電池蓋３０と、この電池蓋３０に設けられる一対の端子部１０とを備えて構成され、上記電槽には複数の正極板と複数の負極板をセパレータを介して交互に積層してなる極板群が収納され、希硫酸等の電解液が満たされている。
端子部１０は、電池蓋３０を樹脂成形する際にインサート成形によって電池蓋３０に一体化される鉛または鉛合金からなる中空円筒状のブッシング１と、ブッシング１に挿入されて溶接される柱状の電極１１とを備えている。

図２は、ブッシング１の正面図である。
ブッシング１は、図１及び図２に示すように、鉛合金からなる中空円筒状のブッシング本体２と、このブッシング本体２の外周に一体に上下複数段に突出形成された環状突起３とを備えている。各環状突起３は、ブッシング本体２の周方向に連続して延びる鍔形状の突起であり、互いに隣り合う環状突起３間は環状溝４となっている。
本実施形態では、環状突起３は、上下に並ぶ６段の環状突起３Ａ〜３Ｆを有している。最上部の環状突起３Ａは外径寸法がその下側の環状突起３Ｂ〜３Ｆの外径寸法よりも大きく形成されており、環状突起３Ｂ〜３Ｆの外径寸法は略等しく形成されている。環状溝４は、上から順に５段の環状溝４Ａ〜４Ｅを有している。そして、最下段の環状溝４Ｅ内には、環状突起３Ｅの下面と環状突起３Ｆの上面とを上下に連結するリブ５を形成し、環状溝４Ｄ内には、環状突起３Ｄの下面と環状突起３Ｅの上面とを上下に連結するリブ６を形成している。
環状突起３Ａ〜３Ｆが電池蓋３０に埋め込まれることで、ブッシング１と電池蓋３０との境界面の面積が増加し、ブッシング１の固定の強度及びシール性が確保されている。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図３では、電池蓋３０は一部分のみが示されている。
図１〜図３に示すように、最下段の環状溝４Ｅ内には、環状突起３Ｅの下面と環状突起３Ｆの上面とを上下に連結するリブ５，５が形成されている。リブ５，５は一対で設けられ、環状溝４Ｅ内で互いに対向する位置、すなわち、周方向に１８０°間隔となる位置に形成されている。
リブ５，５は、環状溝４Ｅの底面から径方向に突出する凸部であり、ブッシング１が電池蓋３０に埋め込まれた状態では、リブ５の側面部５Ａが電池蓋３０のインサート成型部の境界面に当接し、ブッシング１の回り止めとして作用する。リブ５，５は、ブッシング１の軸心Ｏから外径側にかけて両側面部５Ａ，５Ａ間の幅が徐々に狭くなるように形成されており、先細りのテーパー形状となっている。この先細りのテーパー形状は、ブッシング１を鋳造する際に鋳型２０（図４）からの抜き勾配として作用するため、容易にブッシング１を鋳型２０から取り外すことができる。

鉛蓄電池の端子部１０には、例えば車両側のハーネス端子などの接続端子が所望の締め付けトルクによって接続される。端子部１０は、締付けトルクに対しても空回りすることなく確実に端子部にハーネス端子が固着し、回り止めのリブ５，５を通じて電池蓋３０で締付けトルクが受け止められるように構成される。これにより、締付けトルクに対する耐性が向上し、この締付けに伴うブッシング１と電池蓋３０の境界面の隙間の広がりが抑制されるため、電解液の染み出しを防止できる。
通常鉛蓄電池の端子部にかかる力としては、ターミナル固定治具（通称ハーネスと呼ぶ）の取り付け時にかかる回転トルクが主であり、端子部にこれに対する抵抗力が要求される。本実施の形態では、締付けトルクに対しても、空回りすることなく確実に電池端子にハーネス端子が固着する。

図４は、図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。図４では、電池蓋３０は一部分のみが示されている。
下から２段目の環状溝４Ｄ内には、環状突起３Ｄの下面と環状突起３Ｅの上面とを上下に連結する突起６，６が形成されている。突起６，６は一対で設けられ、環状溝４Ｄ内で互いに対向する位置、すなわち、周方向に１８０°間隔となる位置に形成されている。また、各突起６は、ブッシング１の周方向において、隣接する各リブ５に対して９０°だけ間隔を開けた位置に形成されており、全体として見ると、突起６及びリブ５は、周方向において９０°毎に交互に配置されている。

突起６，６は、環状溝４Ｄの底面から径方向に突出する凸部であり、ブッシング１が電池蓋３０に埋め込まれた状態では、側面部６Ａが電池蓋３０のインサート成型部の境界面に当接し、リブ５，５と同様にブッシング１の回り止めとして作用する。突起６，６は、ブッシング１の軸心Ｏから外径側にかけて両側面部６Ａ，６Ａ間の幅が徐々に広くなるように形成されており、先太りのテーパー形状となっている。すなわち、突起６，６は、ブッシング１の外側に向けて徐々に幅広となる楔型の突起である。
突起６の側面部６Ａは、突起６の先端部の幅方向の端６Ｂ，６Ｂを超えて電池蓋３０の樹脂が突起６の幅方向の内側に形成される入り込み部７となっている。

ブッシング１は、所定形状の金型を用いて、例えば金型温度１８０〜２４０℃、鉛合金溶湯温度４００〜４４０℃の条件で重力鋳造により製造される。
図４に２点鎖線で示すように、ブッシング１を製造する鋳型２０は、縦割りの２分割で構成され、平面視においてブッシング１の半分の半円の部分に対応する金型２０Ａと、ブッシング１の残りの半分の半円の部分に対応する金型２０Ｂと、中空円筒を形成用の棒状の金型（不図示）とを備えて構成され、金型２０Ａと金型２０Ｂとを分割するパーティングラインＬは、ブッシング１の軸心Ｏを通る直線である。

突起６，６は、パーティングラインＬ上に一対で設けられている。詳細には、各突起６は、パーティングラインＬを中心線にして対称形状となるように形成されており、鋳型２０において１つの突起６の形成に対応する空間部は、金型２０Ａ，２０Ｂの両方に形成されている。また、各突起６の基端部においてパーティングラインＬに直交するように引いた直交線Ｎに対する各側面部６Ａの角度Ｐは、９０°よりも小さい。
一方、リブ５，５は、ブッシング１の軸心Ｏを通りパーティングラインＬに直交する直線Ｍ上に形成されている。金型２０Ａ，２０Ｂは、ブッシング１の凝固後に直線Ｍの延在方向に開かれ、その後、ブッシング１が取り出される。

本実施の形態では、突起６，６をパーティングラインＬ上に設けたため、突起６，６が先太りの形状で入り込み部７を有する構成であっても、入り込み部７に対応する鋳型２０の部位が離型の障害にならず、金型２０Ａ，２０Ｂを開いて容易にブッシング１を離型できる。このため、金型の構造を複雑にしなくとも、先太りの形状の突起６，６をブッシング１に容易に形成できる。また、既存の金型に突起６，６に対応する部分を追加工することで、容易に突起６，６を形成できる。
また、リブ５，５がパーティングラインＬに直交する直線Ｍ上に形成されるとともに、先細り形状であるため、ブッシング１を容易に離型できる。

鉛蓄電池の使用に伴う発熱等によって端子部１０に温度変化が生じると、鉛合金製のブッシング１及び合成樹脂製の電池蓋３０の線膨張係数の違いによって、ブッシング１の環状突起３及び環状溝４と電池蓋３０との境界面の隙間の大きさが変化し、この隙間を介して電解液が上方に染み上がることがある。
本実施の形態では、熱膨張量の違い等に起因して、突起６を電池蓋３０の樹脂部からブッシング１の径方向に引き離すような力が作用したとしても、入り込み部７に電池蓋３０の樹脂が入り込んでおりアンカー効果が得られるため、突起６の近傍の部分において電池蓋３０の樹脂部とブッシング１との間の隙間が広がることを防止できる。このため、電池蓋３０とブッシング１との密着性を確保でき、電解液の染み出しを効果的に防止できる。

また、電池蓋３０の下面側に近いブッシング１の下部に形成された環状溝４Ｄに突起６，６を設けたため、電槽内の電解液に近い部分において、電池蓋３０を構成する樹脂とブッシング１との密着性を向上できるため、電解液の染み出しを防止できる。
また、突起６，６及びリブ５，５に対応する鋳型２０の部位は、溶融した鉛合金（湯）の通り道となり、突起６，６及びリブ５，５が局所的に偏って設けられた場合、湯の流れが不均一になる可能性があるが、本実施の形態では、突起６，６とリブ５，５とを異なる段に設けたため、湯の流れを均一にでき、鋳造性が良い。
さらに、環状溝４Ｄの突起６と環状溝４Ｅのリブ５とを周方向において９０°毎に交互に配置し、突起６とリブ５とが離れており上下に連続していないため、電解液がリブ５から突起６を伝って上方に移動することを防止でき、電解液の染み出しを防止できる。

以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、電極１１を保持する筒状のブッシング本体２の外周面に周方向に延びる複数の環状突起３Ａ〜３Ｆを一体に備え、これら３Ａ〜３Ｆが樹脂製の電池蓋３０にインサートされ、隣接する環状突起３Ｄと環状突起３Ｅとの間に、ブッシング本体２の軸心Ｏから外側に向けて徐々に幅広となる楔型の突起６，６を一体に備えたため、楔型の突起６，６が樹脂製の電池蓋３０にインサートされる部分において入り込み部７でアンカー効果が得られ、ブッシング１と電池蓋３０との密着性が向上する。このため、電解液の染み出しを効果的に防止できる。

また、鋳型２０のパーティングラインＬ上に一対の突起６，６が形成されるため、外側に向けて徐々に幅広となる楔型の突起６，６を備えたブッシング１であっても、簡単な金型の構造で製造できる。
なお、縦・横割りの４分割の鋳型を用いることで、パーティングラインＬ上以外にも、突起６、６を設けることが可能である。
また、突起６，６は、環状突起３Ａ〜３Ｆのうち、下方に位置して隣接する環状突起３Ｄと環状突起３Ｅとの間に形成されているため、電槽内の電解液に近い部分において、電池蓋３０を構成する樹脂とブッシング１との密着性を向上できるため、電解液の染み出しを防止できる。

なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上記の実施の形態では、突起６，６とリブ５，５とは異なる段に設けるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、突起６，６の周方向の位置はそのままにして最下段の環状溝４Ｅに突起６，６を移動し、リブ５，５及び突起６，６を最下段の環状溝４Ｅに設けても良い。
また、上記の実施の形態では、突起６，６は環状溝４Ｄに形成され、リブ５，５は環状溝４Ｅに形成されるものとして説明したが、これに限らず、突起６，６が環状溝４Ｅに形成され、リブ５，５が環状溝４Ｄに形成されても良い。
さらに、上記の実施の形態では、突起６，６は環状溝４Ｄに形成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、突起６，６は複数段に亘って形成されても良い。例えば、環状溝４Ｄ及び環状溝４Ｂに突起６，６をそれぞれ形成し、その間の環状溝４Ｃには突起６，６を形成しない構成とし、一段飛ばしで突起６，６を設けても良い。

１ブッシング
２ブッシング本体
３環状突起
６，６突起
１１電極
２０鋳型
３０電池蓋
Ｌパーティングライン
Ｏ軸心

Claims

電極を保持する筒状のブッシング本体の外周面に周方向に延びる複数の環状突起を一体に備え、これら環状突起が樹脂製の電池蓋にインサートされる鉛蓄電池用ブッシングにおいて、
隣接する前記環状突起の間に、前記ブッシング本体の軸心から外側に向けて徐々に幅広となる楔型の突起を一体に備えたことを特徴とする鉛蓄電池用ブッシング。
前記楔型の突起は、鋳型のパーティングライン上に、一対形成されることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池用ブッシング。
前記楔型の突起は、前記環状突起のうち、下方に位置して隣接する環状突起の間に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鉛蓄電池用ブッシング。