JP5724974B2 - 鉛蓄電池、鉛蓄電池の端子封止部用カバー部材、鉛蓄電池の端子封止方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉛蓄電池における蓋体と端子との間の封止に関する。

一般的な鉛蓄電池では、電槽内に正負極板や電解液等が収容され、この電槽の開口部が蓋体で覆われている。蓋体からは、正極板と負極板にそれぞれ接続された正極端子と負極端子とが外側へ突き出ている。このような鉛蓄電池において、従来から、蓋体と端子の間の隙間を封止する技術が知られている。

特許文献１には、端子の正負の極性を標示するための合成ゴム等からなるリングが端子に嵌着された構造が開示されている。このリングは、その内縁部は上方に屈曲した状態で端子に圧着されている。これにより、電槽内の電解液や外部からの塵等が、リングと端子との間に侵入することが防止される。

一方、蓋体と端子との間にエポキシ樹脂等の封止材を充填することによって、両者の間を封止することもよく行われている。この場合、極性の標示や封止材の目隠し等の目的で、蓋体の端子周囲にカバー部材（ラベル）が貼り付けられることがある（本願実施形態の図１、図２参照）。

実公昭４３−３１２１９号公報

ところで、後者の封止方法において、蓋体と端子との間に充填された封止材は、端子の周囲で盛り上がった形状となりやすい。これは、以下のような理由による。まず、未硬化状態の液状の封止材が充填されたときに、その表面張力の影響で、封止材の一部が端子に沿ってはい上がるようなメニスカス形状になりやすい。また、硬化の際には封止材が収縮するため封止材の表面全体が僅かに下がるが、その一方で、端子に付着している封止材が端子から離れずに残存したまま硬化すると、端子周囲において封止材が盛り上がった形状となる。

一方で、封止材の目隠しの観点、及び、封止材の保護の観点から、封止材の露出はできるだけ抑えたい。特に、端子の周囲の封止材が露出していると、環境条件（紫外線、温度変化、湿気等）によっては、この端子の周囲部分において封止材が劣化する虞がある。また、封止材が端子から剥がれて隙間が生じることも考えられる。つまり、最も確実に封止すべき端子の周囲において、封止材の封止機能が低下する虞がある。そこで、カバー部材は、その挿通穴の縁部が端子にできるだけ近接して貼り付けられることが好ましい。

しかしながら、貼り付けられるカバー部材が平らであると、端子周囲の盛り上がった部分にまで貼り付けようとしたときに、カバー部材にシワが寄ってカバー部材の外観が悪くなる。また、この端子の周囲においてカバー部材の密着が弱くなって剥がれやすくなる等の問題も生じる虞がある。

本発明の目的は、封止材を覆うカバー部材を、端子の周囲で封止材が盛り上がった部分にも確実に密着させて貼り付けることである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の鉛蓄電池は、極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備え、前記蓋体と前記端子との間には封止材が充填され、前記蓋体には、前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材が前記封止材を覆うように貼り付けられ、前記封止材は、前記端子の周囲において盛り上がっており、前記カバー部材の前記挿通穴の縁部が、前記封止材の盛り上がり部分に沿うように、前記蓋体と反対側へ屈曲していることを特徴とするものである。

本発明によれば、カバー部材の、端子が挿通される挿通穴の縁部が、蓋体と反対側へ屈曲している。そのため、封止材が、端子の周囲で盛り上がっている場合でも、この盛り上がり部分にカバー部材の屈曲した縁部が密着する。従って、端子の周囲で盛り上がった部分にも、カバー部材を確実に密着させて貼り付けることができる。

第２の発明の鉛蓄電池は、前記第１の発明において、前記カバー部材の前記挿通穴の縁部には、スリットが形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、カバー部材の挿通穴の縁部にスリットが形成されているため、この縁部を折り曲げることによって簡単に屈曲させることができる。

第３の発明の鉛蓄電池の端子封止部用カバー部材は、極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間に充填された封止材を覆うように前記蓋体に貼り付けられるカバー部材であって、前記端子が挿通される挿通穴が形成され、前記挿通穴の縁部が、前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲していることを特徴とするものである。

本発明によれば、カバー部材の、端子が挿通される挿通穴の縁部が、蓋体との貼り付け側と反対側へ屈曲している。そのため、カバー部材が貼り付けられたときに、封止材の、端子の周囲に盛り上がった部分に、カバー部材の屈曲した縁部が密着する。

第４の発明の鉛蓄電池の端子封止方法は、極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間を封止する方法であって、
前記蓋体と前記端子との間に、流動性を有する未硬化の封止材を充填する、充填工程と、前記封止材を硬化させる硬化工程と、前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材を、前記封止材を覆うように前記蓋体に貼り付ける、カバー部材取付工程と、を備え、前記カバー部材取付工程において、前記挿通穴の縁部が前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲した前記カバー部材を、前記蓋体に貼り付けることを特徴とするものである。

本発明によれば、蓋体と端子との間に封止材を充填して硬化させた後、挿通穴の縁部が屈曲したカバー部材を蓋体に貼り付ける。従って、封止材の、端子の周囲で盛り上がった部分にも、カバー部材を確実に密着させて貼り付けることができる。

第５の発明の鉛蓄電池の端子封止方法は、前記第４の発明において、前記充填工程において、前記封止材が前記端子の周囲において盛り上がるように、前記封止材を充填することを特徴とするものである。

蓋体と端子との間が封止材で封止されていても、電槽内の電解液が、端子の表面に沿って時間をかけてじわじわと浸透していくこともあり得る。ここで、端子の周囲で封止材が盛り上がっていると、封止材の端子との接触部分が長くなり、その分、電槽側から電解液が浸透してきたとしても外部まで到達するのに時間がかかる。そこで、本発明では、充填工程において、意図的に封止材を多めに充填するなどして、端子の周囲において封止材が確実に盛り上がるようにする。

本実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図である。 図１のII-II線鉛直断面図である。 カバー部材の平面図である。 変更形態のカバー部材の平面図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図である。図２は、図１のII-II線鉛直断面図である。図１に示すように、鉛蓄電池１は、電槽２と、この電槽２の上部に接合された蓋体３と、蓋体３から突出した２つの端子４とを有する。

電槽２は、上部が開口した合成樹脂製のケースである。電槽２内の構成は従来から公知の構成であって詳細な図示は省略するが、電槽２内には、図２の紙面垂直方向において交互に配置された２種類の極板５（正極板５ａ及び負極板５ｂ）が収容されている。また、同極の極板５同士がストラップ６に接続される。図２には、複数の負極板５ｂ同士が、負極用のストラップ６ｂに接続されている状態が示されている。また、電槽２内の、極板５の周囲空間には希硫酸等の電解液が充填されている。蓋体３は、電槽２と同じく合成樹脂で形成されており、電槽２の開口部を覆うように電槽２の上部に接合されている。蓋体３には、正極用のストラップ６に接続された正極端子４ａと、負極用のストラップ６に接続された負極端子４ｂが設けられている。

以下、図２を参照して、端子４の周囲の構造について説明する。尚、正極端子４ａと負極端子４ｂの構造は同じであるので、以下、図２に示される端子４（負極端子４ｂ）について説明する。

図２に示すように、蓋体３の上面には、端子４を取り付けるための凹部３ａが形成されている。端子４は、凹部３ａ内に収容された断面Ｌ字状の端子部材７と、この端子部材７に連結された接続部材８とを有する。端子部材７は、断面矩形の四角柱形状に形成された外部端子部７ａを有し、この外部端子部７ａは凹部３ａから上方へ突出している。尚、外部端子部７ａは、凹部３ａの中心部に対して外側に偏った位置にあり、凹部３ａの縁に近接している。接続部材８は凹部３ａの底部を貫通して電槽２内に収容されているストラップ６に接続されている。接続部材８にはブッシング９が外嵌され、このブッシング９が凹部３ａの狭まった奥部に嵌め込まれている。尚、ブッシング９の外周面に周方向に延びる溝９ａが形成されることによって、ブッシング９と凹部３ａの内面との間が、入り組んだ複雑な形状となっている。

蓋体３の凹部３ａと端子部材７との間にはエポキシ樹脂等の封止材１０が充填されている。端子部材７の外部端子部７ａは封止材１０から一部露出している。この封止材１０によって、電槽２内の電解液が、端子４と蓋体３との間を通って外部に漏れ出すことが防止される。尚、蓋体３と端子４との間が封止材１０で封止されていても、電解液が、端子４の表面に沿って時間をかけてじわじわと浸透していくこともあり得る。しかし、本実施形態では、端子４の接続部材８に外嵌されたブッシング９の外周面に溝９ａが形成されて、ブッシング９と凹部３ａの間が複雑な形状となっている。これにより、電解液がブッシング９の下端から上端に至るまでに、ブッシング９と凹部３ａの内面との間を通過する沿面距離が長くなり、電解液の漏れ出し防止に有利となる。

図１、図２に示すように、蓋体３の上面には、凹部３ａ内の封止材１０を覆うようにカバー部材１１が貼り付けられている。図３は、カバー部材の平面図である。このカバー部材１１は、封止材１０を覆うために設けられるものであって、端子４の封止機能は必要とされない。従って、カバー部材１１が、例えばゴム等の弾力性を有する材料で形成される必要性は特になく、蓋体３との密着性が確保できるのであればその材質は特に限定されない。例えば、カバー部材１１は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂で形成することができる。あるいは、金属の薄板であってもよい。図３に示すように、カバー部材１１は、ほぼ円形の平面形状を有するラベル部１２と矩形の平面形状を有する端子挿通部１３を有する。端子挿通部１３には、外部端子部７ａが挿通された状態で、外部端子部７ａの断面形状よりもやや大きい矩形状の挿通穴１４が形成されている。

カバー部材１１は、挿通穴１４に外部端子部７ａが挿通された状態で、ラベル部１２が凹部３ａの大部分（外部端子部７ａの突出位置以外の領域）を覆うように蓋体３に貼り付けられる。このカバー部材１１により、凹部３ａ内の封止材１０が隠されることで良好な外観が得られる。また、封止材１０がカバー部材１１で覆われることで露出が抑えられ、封止材１０が保護される。また、カバー部材１１は２つの端子４ａ，４ｂの正負の極性を標示する機能も兼ねている。特に、ラベル部１２は、外部端子部７ａが突出する凹部３ａの大部分を覆うことから使用者の視界に入りやすく、極性を識別させやすい。極性標示の具体例としては、端子４の極性に応じてカバー部材１１の色を異ならせる、あるいは、ラベル部１２に極性を示すマークが付すことなどが挙げられる。

ところで、図２に示すように、蓋体３の凹部３ａ内に充填された封止材１０は、露出する外部端子部７ａの周囲で、外部端子部７ａに沿うように盛り上がった形状となりやすい（例えば、２ｍｍ程度）。これは、先にも述べたように、流動性を有する未硬化の封止材１０が充填されたときのメニスカスの形状や、硬化時における封止材１０の収縮が主な原因である。

そこで、上記の封止材１０の盛り上がり部分１０ａに沿うように、カバー部材１１の端子挿通部１３に形成された、挿通穴１４の縁部１５が、挿通穴１４の全周にわたって、上方（蓋体３との貼り付け側とは反対側）に屈曲している。また、図３に示すように、縁部１５の４つの隅部分に、内側からそれぞれスリット１５ａ（切れ込み）が形成されている。これにより、縁部１５の４辺をそれぞれ折り曲げることによって容易に屈曲させることができる。カバー部材１１の縁部１５の折り曲げは、例えば、プレス加工によって行う。その他、カバー部材１１の材質にもよるが、注型成型でカバー部材１１を成型する場合であれば、その成型の際に屈曲した縁部１５を同時に形成することも可能である。この場合には、折り曲げ加工用のスリット１５ａは不要である。また、縁部１５の屈曲角度θは、封止材１０の盛り上がりの形状にもよるが、例えば、５度〜４５度である。

この構成により、封止材１０が、外部端子部７ａの周囲で盛り上がっている場合でも、この盛り上がり部分１０ａに、カバー部材１１の屈曲した縁部１５が密着する。従って、端子４（外部端子部７ａ）の周囲で盛り上がった部分１０ａにも、カバー部材１１を確実に封止材１０に密着させて貼り付けることができる。そのため、カバー部材１１を、外部端子部７ａにできる限り近接した位置まで貼り付けても、封止材１０の盛り上がり部分１０ａにおいてカバー部材１１にシワが生じず外観が悪くなることがない。また、外部端子部７ａの周囲でカバー部材１１が封止材１０から剥がれにくい。さらに、最も確実に封止すべき外部端子部７ａの周囲において、封止材１０がカバー部材１１で確実に覆われるため、環境条件（紫外線、温度変化、湿度）等による、盛り上がり部分１０ａにおける封止材１０の劣化を抑制できる。

次に、上記の蓋体３と端子４の間を封止する手順（端子封止方法）について説明する。まず、蓋体３に端子４が取り付けられた状態で、蓋体３の凹部３ａ内に未硬化状態の液状の封止材１０を注入し、蓋体３と端子４との間に封止材１０を充填する（充填工程）。次に、液状の封止材１０を硬化させる（硬化工程）。例えば、封止材１０が熱硬化性樹脂である場合には、上記充填工程後に蓋体３を所定の硬化温度まで加熱することによって封止材１０を硬化させる。また、二液性エポキシ樹脂等の常温硬化性の樹脂を用いてもよく、その場合は、自然に硬化するまでしばらく常温で放置するだけでよい。

次に、カバー部材１１の挿通穴１４に外部端子部７ａを挿通し、このカバー部材１１を、封止材１０を覆うように蓋体３に貼り付ける（カバー部材取付工程）。挿通穴１４の縁部１５が貼り付け側とは反対側に屈曲したカバー部材１１を蓋体３に貼り付ける。これにより、封止材１０が外部端子部７ａの周囲で盛り上がっている場合に、カバー部材１１の屈曲した縁部１５が、この盛り上がり部分１０ａに密着する。

以上、本発明の実施形態の一例を挙げたが、本発明を適用可能な形態はこれに限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１］端子４の形状は前記実施形態の形状に限られるものではない。例えば、封止材１０から露出する外部端子部７ａが円柱状である場合には、図４に示すように、カバー部材１１に形成される挿通穴１４も円形となる。尚、図４では、挿通穴１４の縁部１５には、円形の挿通穴１４の径方向に延びる複数のスリット１５ａが形成されている。

２］外部端子部７ａの周囲で封止材１０が盛り上がっていると、その盛り上がっている分だけ、封止材１０の端子４との接触部分の長さが長くなる。従って、電槽２側から、端子４と蓋体３の間の隙間を電解液が浸透してきたとしても、電解液が外部へ出るまでに時間がかかる。この観点からは、封止材１０を、積極的に外部端子部７ａの周囲で盛り上がらせることが好ましい。そこで、封止材１０の充填工程（硬化させる前の段階）で、外部端子部７ａの周囲において封止材１０が盛り上がるように封止材１０を充填してもよい。例えば、凹部３ａ内の容積よりも少し多めに封止材１０を意図的に充填すると、その余剰の封止材１０が表面張力の影響で外部端子部７ａをはい上がり、この外部端子部７ａの周囲において盛り上がったメニスカス形状となる。あるいは、できるだけ表面張力の低い封止材１０を選択して外部端子部７ａに封止材１０がはい上がりやすくする方法も考えられる。このようにすることで、端子の周囲において封止材が確実に盛り上がることになる。

１ 鉛蓄電池
２ 電槽
３ 蓋体
４ 端子
５ 極板
７ａ 外部端子部
１０ 封止材
１０ａ 盛り上がり部分
１１ カバー部材
１４ 挿通穴
１５ 縁部
１５ａ スリット

Claims (5)

1. 極板を収容する電槽と、
   前記電槽の開口部を覆う蓋体と、
   前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備え、
   前記蓋体と前記端子との間には封止材が充填され、
   前記蓋体には、前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材が前記封止材を覆うように貼り付けられ、
   前記封止材は、前記端子の周囲において盛り上がっており、
   前記カバー部材の前記挿通穴の縁部が、前記封止材の盛り上がり部分に沿うように、前記蓋体と反対側へ屈曲していることを特徴とする鉛蓄電池。
2. 前記カバー部材の前記挿通穴の縁部には、スリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
3. 極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間に充填された封止材を覆うように前記蓋体に貼り付けられるカバー部材であって、
   前記端子が挿通される挿通穴が形成され、
   前記挿通穴の縁部が、前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲していることを特徴とする鉛蓄電池の端子封止部用カバー部材。
4. 極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間を封止する方法であって、
   前記蓋体と前記端子との間に、流動性を有する未硬化の封止材を充填する、充填工程と、
   前記封止材を硬化させる硬化工程と、
   前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材を、前記封止材を覆うように前記蓋体に貼り付ける、カバー部材取付工程と、を備え、
   前記カバー部材取付工程において、前記挿通穴の縁部が前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲した前記カバー部材を、前記蓋体に貼り付けることを特徴とする鉛蓄電池の端子封止方法。
5. 前記充填工程において、前記封止材が前記端子の周囲において盛り上がるように、前記封止材を充填することを特徴とする請求項４に記載の鉛蓄電池の端子封止方法。