JP6094799B2 - 電池及び電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば鉛蓄電池等の電池及び当該電池に用いられる電池用蓋の製造方法に関するものである。

従来、車両等に搭載される鉛蓄電池は、例えば特許文献１に示すように、蓋の上面に設けられた外部端子が蓋の一側面（例えば前面）によりも内側に設けられている。そして、この外部端子には、車両側配線の例えば丸型端子を用いた接続端子部が、ボルト及びナットによって、締結固定されて接続されるように構成されている。

ここで、外部端子の一側面（例えば前面）に、前記ボルトを挿入するための開口が形成されたものの場合には、前記接続端子部を外部端子に固定する際に、前記接続端子部のサイズによっては、図８に示すように、当該接続端子部が蓋の上面に接触して干渉しまう。そうすると、接続端子部の前記ボルトが挿入される貫通孔と外部端子の開口との位置がずれて、前記ボルトを貫通孔及び開口の両方に挿入することができず、接続端子部を外部端子に固定することができないという問題がある。

特開２００２−３１３３１５号公報

一方で、本願発明者は、配線の接続端子部のサイズに関わらず、配線の接続端子部を外部端子に固定できるように、図９に示すように、接続端子部が接続される外部端子の接続面と、蓋の一面とを略同一面上に位置させることを考えている。

しかしながら、金型に外部端子を装着した後に樹脂を注入して外部端子を蓋にインサート成形する場合、外部端子の寸法のばらつきにより、金型と外部端子との間に隙間が生じて樹脂が流れ込んでしまい、インサート成形後に外部端子の接続面に樹脂バリが発生してしまう（図９参照）。そして、この樹脂バリが、配線の接続端子部を外部端子に取り付ける際に、接続端子部に接触して干渉し、接続端子部の接続作業を妨げる要因となっていることが分かった。

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、外部配線の接続端子部のサイズに関わらずその接続を可能にするとともに、外部端子に生じる樹脂バリを防ぐことをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る電池は、配線が接続可能な接続面を有する外部端子が設けられた蓋を備える電池であって、前記外部端子の接続面と前記蓋の一面とが略同一面上に位置しており、前記蓋の一面を平面視したときに、前記外部端子と前記蓋との境界が窪み部分に含まれていることを特徴とする。ここで、前記境界が前記窪み部分に含まれるとは、前記窪み部分の輪郭内に前記境界の全部又は一部が位置することであり、前記窪み部分の輪郭上に前記境界が位置することを含む。

このような電池であれば、外部端子の接続面と蓋の一面とが略同一面上に位置しているので、配線の接続端子部を外部端子に接続する際に、接続端子部が、蓋の外部端子形成面（例えば上面）に接触して干渉することが無く、接続端子部のサイズに関わらず外部端子に接続することができる。また、前記蓋の一面を平面視したときに、外部端子と蓋との境界が窪み部分に含まれているので、蓋を成形する際に外部端子に金型の突起部分が押し付けられることになり、外部端子の接続面及び金型の間に形成される隙間に樹脂が流れ込むことを防ぎ、樹脂バリを防ぐことができる。

前記接続面に接続される前記配線の接続端子部が、貫通孔を有するものであり、前記接続面に、前記接続端子部の貫通孔に通されたボルトを挿入するための開口が形成されていることが望ましい。これならば、接続端子部の貫通孔と接続面の開口とを簡単に一致させることができ、ボルト及びナットを用いた締結固定が容易となる。

前記接続面及び前記蓋の一面それぞれが、平面状をなすものであることが望ましい。これならば、接続端子部の接続を容易にすることができる。

前記外部端子が、直方体状を有するものであることが望ましい。このように外部端子を直方体状を有するものとすることで、蓋の一面と同一平面上に位置する接続面とは別の接続面を形成することができ、配線の接続端子部の接続を自由度を増すことができる。

また上記の電池に用いられる蓋の製造方法は、金型に前記外部端子を装着し、前記外部端子における前記境界を形成する端辺部に前記金型の突起部を押し当てて変形させた後に、射出成形することを特徴とする。これならば、金型の突起部を外部端子の端辺部に押し当てて変形させた後に射出成形するので、外部端子の接続面に生じる樹脂バリを好適に防ぐことができる。

前記金型が、固定金型と、当該固定金型に対して相対移動する可動金型とを有し、前記可動金型が、前記突起部を有しており、前記固定金型に前記外部端子を装着し、前記外部端子における端辺部に前記可動金型の突起部を押し当てて変形させた後に、射出成形することが望ましい。

このように構成した本発明によれば、外部端子の接続面と蓋の一面とが略同一面上に位置しているので、外部配線の接続端子部のサイズに関わらず、その接続を可能にすることができる。また、外部端子の接続面と蓋の一面との境界が窪み部分に含まれているので、蓋を成形する際に外部端子に金型の突起部分が押し付けられることになり、外部端子に生じる樹脂バリを防ぐことができる。

本実施形態の蓋及び蓄電池用端子部を示す部分断面図。 同実施形態の蓋において１つの外部端子部分を拡大して示す斜視図。 同実施形態において配線の接続端子部を接続した状態を示す斜視図。 同実施形態の外部端子に配線の接続端子部を接続した状態を示す正面図。 同実施形態の蓋の製造方法を示す模式図。 変形実施形態の外部端子及び蓋の境界部分を模式的に示す部分断面図。 外部端子及び蓋の境界部分を模式的に示す部分断面図（（１）は比較例を示し、（２）は本発明の変形例を示す。）。 従来の電池用蓋及び外部端子の位置関係を示す斜視図及び正面図。 外部端子の接続面に生じる樹脂バリを示す斜視図。

以下に本発明に係る鉛蓄電池の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の鉛蓄電池は、例えば車両に搭載されて用いられるものであり、図１に示すように、電槽１０の上部開口を閉塞する蓋１に、蓄電池用端子部２が埋設されている。

前記蓄電池用端子部２は、図１に示すように、車両側配線６が接続される外部端子３と、電槽１０内の極板群（不図示）から延びる極柱１１が挿入されて溶接される筒状のブッシング４と、前記外部端子３及び前記ブッシング４を連結する導通部５とが一体成形により構成されたものである。なお、この蓄電池用端子部２は、前記ブッシング４の上側部分を除いた部分及び前記導通部５がインサート成形により蓋１の内部に埋め込まれて、蓋１と一体となる。なお、外部端子３の下壁部から後面側に前記導通部５が延出しており、正面側から外部端子３、導通部５及びブッシング４がこの順に配置される。

前記外部端子３は、図１〜図４に示すように、蓋１の上面１ａに設けられた直方体形状をなすものであり、ナット８が収容される空洞部３ｓを有している。この外部端子３に形成された空洞部３ｓは、左右側面の少なくとも一方に開口している。この開口を通じてナット８が空洞部３ｓに挿入される。

また、外部端子３の上面３ａには、図２等に示すように、外部端子３の空洞部３ｓに収容されたナット８に締結するためのボルト９挿入用の開口３ｈ１が形成されており、この上面３ａが、車両側配線６の接続端子部６１が接続される第１接続面３ｘ１となる。この第１接続面３ｘ１は、平坦面である。

さらに、外部端子３の前面３ｂには、図２等に示すように、外部端子３の空洞部３ｓに収容されたナット８に締結するためのボルト９挿入用の開口３ｈ２が形成されており、この前面３ｂが、車両側配線６の接続端子部６１が接続される第２接続面３ｘ２となる。この第２接続面３ｘ２は、平坦面である。ここで、車両側配線６の接続端子部６１は、前記ナット８に螺合されるボルト９が通される貫通孔６１ｈを有する平板状のものであり、本実施形態では、配線６を構成するハーネスに設けられた丸型端子である。

そして、本実施形態では、図１等に示すように、外部端子３の第２接続面３ｘ２である前面３ｂと蓋１の一面である前面１ｂとが略同一面上に位置している。本実施形態では、第２接続面３ｘ２及び蓋１の前面１ｂは何れも平坦面であり、第２接続面３ｘ２と前面１ｂとは略同一平面上に位置する。つまり、外部端子３及び蓋１を、左右何れかの側面から見た場合に、外部端子３の前面３ｂと蓋１の前面１ｂとが同一直線上に位置する。

このように外部端子３の前面３ｂと蓋１の前面１ｂとが略同一平面上に位置しているので、車両側配線６の接続端子部６１を外部端子３の前面３ｂに接触させて移動させても、接続端子部６１は蓋１の上面１ａに接触しない。また、接続端子部６１は、外部端子３の前面３ｂと蓋１の前面１ｂとの両方に接触して移動することが可能である。これにより、接続端子部６１の貫通孔６１ｈを外部端子３の前面３ｂの開口３ｈ２に連通させるべく、接続端子部６１を移動させたとしても、その移動が邪魔されない。したがって、接続端子部６１のサイズに関わらず、接続端子部６１を外部端子３の第２接続面３ｘ２に接続することができる。

さらに本実施形態の蓋１は、図１〜図４に示すように、正面視（蓋１の前面１ｂを構成する平面を略垂直方向から視た平面視）において、外部端子３と蓋１との境界Ｒが、金型７の突起部分である突起部７２１を押し付けて形成された窪み部分Ｍに含まれるように構成されている。

具体的には、特に図３に示すように、外部端子３の前面３ｂの下辺部と蓋１の前面１ｂの上辺部とにより形成される左右方向に延びる直線状の境界Ｒ全体が、正面視において左右方向に延びる直線状をなす窪み部分Ｍの輪郭内に含まれるように構成されている。この窪み部分Ｍは、蓋１のインサート成形時に金型７の突起部７２１が押し付けられて生じた圧痕である。

以下、この構成となる蓋１の製造方法について、図５を参照して説明する。

まず、前記外部端子３とブッシング４と導通部５とを、鉛又は鉛合金の鋳造法を用いて一体成形することにより前記蓄電池用端子部２を作製する。このように作製した蓄電池用端子部２における外部端子３の空洞部３ｓにナット８を収容して、蓋１の成形金型７に、蓄電池用端子部２を装着して、合成樹脂を射出成形する。なお、鋳造法で作製した蓄電池用端子部２は、加工精度が悪く、その加工精度を許容するように蓋１の成形金型７を準備する必要があるため、外部端子３の第２接続面３ｘ２と金型７との間に隙間が生じ、樹脂バリが発生しやすい。

ここで、成形金型７は、固定金型７１と、当該固定金型７１に対して相対移動する可動金型７２とを有している。この可動金型７２は、固定金型７１に装着された蓄電池用端子部２を型締めして外部端子３を変形させる固定位置Ｐと、固定金型７１に対して蓄電池用端子部２を装着及び取り外しが可能な退避位置Ｑとの間でスライド移動するものである。また、可動金型７２には、外部端子３の第２接続面３ｘ２における前記境界Ｒを形成する端辺部３１を変形させるための突起部７２１が形成されている。この突起部７２１は、外部端子３の端辺部３１の幅全体に亘って形成された突条である。なお、前記外部端子３における前記境界Ｒを形成する端辺部３１は、外部端子３の前面３ｂと、当該前面３ｂに連続する下面３ｃとにより形成される角部である。可動金型７２を固定位置Ｐに移動させると、外部端子３の角部３１が潰れるように変形される。

本実施形態の突起部７２１の先端形状は、断面三角形状をなすものであり、これにより、外部端子３の前面３ｂ及び蓋１の前面１ｂとの間に断面Ｖ字状の溝が形成される。本実施形態では、突起部７２１の先端のスライド高さ位置が、外部端子３の下面３ｃと略同一となるように形成されている。

そして、可動金型７２を退避位置Ｑとした状態で、蓄電池用端子部２を固定金型７１に装着し（図５の（１）端子装着時）、可動金型７２を退避位置Ｑから固定位置Ｐに移動させると、可動金型７２の突起部７２１が、蓄電池用端子部２の外部端子３の角部３１を押し潰すように変形させる（図５の（２）型締め時）。これにより、外部端子３の第２接続面３ｘ２と可動金型７２における前記第２接続面３ｘ２に対向する対向面７２ｘとの間に生じる隙間が、突起部７２１により強制的に閉塞される。なお、可動金型７２は、外部端子３の寸法が設計値通りである場合に、固定位置Ｐとすると、その対向面７２ｘが前記第２接続面３ｘ２と接触するように構成されている。この状態で、合成樹脂を注入することにより射出成形する。このように製造された蓋１において、外部端子３の前面３ｂと蓋１の前面１ｂとの境界Ｒが突起部７２１の圧痕である窪み部分Ｍに含まれることになる（図５の（３）樹脂成形後）。

このように構成した本実施形態に係る鉛蓄電池によれば、外部端子３の第２接続面３ｘ２である前面３ｂと蓋１の前面１ｂとが略同一平面上に位置しているので、車両側配線６の接続端子部６１を外部端子３に接続する際に、接続端子部６１が、蓋１の上面１ａに接触して干渉することが無く、接続端子部６１のサイズに関わらず、外部端子３に接続することができる。

また、外部端子３の前面３ｂと蓋１の前面１ｂとの境界Ｒが、金型７の突起部７２１を押し付けて形成された窪み部分Ｍに含まれているので、蓋１をインサート成形する際に外部端子３に金型７が押し付けられることになり、外部端子３の第２接続面３ｘ２及び金型７の間に形成される隙間に樹脂が流れ込むことを防ぎ、樹脂バリを防ぐことができる。ここで、金型７が突起部７２１を有する可動金型７２を有するので、外部端子３（蓄電池用端子部２）を型締めする際に、外部端子３の端辺部３１に突起部７２１を確実に押圧接触させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態の突起部７２１の先端形状が断面三角形状をなすものであったが、その他、突起部７２１の形状としては、図６の（１）に示すように、断面矩形状をなすものであっても良いし、図６の（２）に示すように、断面台形状をなすものであっても良いし、図６の（３）に示すように、断面部分円形状又は部分楕円形状をなすものであっても良い。ここで、外部端子３に押し付けて外部端子３を変形させ易くするためには、突起部７２１及び外部端子３の接触面積を小さくすべく、突起部７２１の先端形状が尖った形状とすることが望ましい。

また、図７（１）に示すように、端子寸法のばらつきにより、外部端子３の端辺部３１と突起部７２１との位置がずれて外部端子３を押圧変形させることができない場合がある。このため、上記端子寸法のばらつきによる外部端子３の端辺部３１と突起部７２１との位置ずれを吸収して外部端子３を押圧変形させるためには、図７（２）に示すように、突起部７２１の末端幅Ｄが大きい方が、樹脂バリの発生を抑制することができる。つまり、突起部７２１の末端幅Ｄは、外部端子３の端辺部３１の所定範囲の位置ずれに関わらず、突起部７２１が外部端子３の端辺部３１を押圧変形できる程度に設定することが望ましい。この場合、突起部７２１の先端以外の斜面が、外部端子３の端辺部３１に押圧接触する。このように、前記実施形態のように、突起部７２１の先端が、外部端子３の端辺部３１に押圧接触するだけでなく、突起部７２１の先端以外の斜面が、外部端子３の端辺部３１に押圧接触すれば良い。

さらに、前記実施形態では、外部端子３の第２接続面３ｘ２である前面３ｂと蓋１の前面１ｂ（長手側面）とを略同一面上に位置させたものであったが、その他、外部端子３の第２接続面３ｘ２と蓋１の左右何れかの側面（短手側面）とを略同一上に位置させたものであっても良い。

その上、前記実施形態では、外部端子３の前面３ｂの下辺部により形成される境界Ｒが窪み部分Ｍに含まれるように構成しているが、外部端子３の前面３ｂの左右側辺部の少なくとも一方により形成される境界も窪み部分に含まれるように構成しても良い。

加えて、前記実施形態の外部端子３は、上面３ａが第１接続面３ｘ１とされ、前面３ｂが第２接続面３ｘ２とされたものであったが、蓋１の長手側面又は短手側面と略同一平面上となる第２接続面３ｘ２のみを有するものであっても良い。

さらに加えて、前記実施形態では、鉛蓄電池に適用した場合について説明したが、その他の電池にも適用することができる。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１・・・蓋
１ｂ・・・前面
６・・・配線
６１・・・接続端子部
６１ｈ・・・貫通孔
３・・・外部端子
３ｘ２・・・第２接続面
３ｈ２・・・前面開口
Ｒ・・・境界
Ｍ・・・窪み部分
７・・・金型
７１・・・固定金型
７２・・・可動金型
７２１・・・突起部

Claims (3)

1. 配線が接続可能な接続面を有する外部端子が設けられたインサート成形された蓋を備える電池であって、
   前記外部端子の接続面と前記蓋の一面とが略同一面上に位置しており、
   前記蓋の前記一面を平面視したときに、前記接続面と前記蓋の前記一面とにおける前記外部端子と前記蓋との境界全体が窪み部分に含まれている電池。
2. 請求項１に記載の電池の製造方法であって、
   前記蓋が、金型に前記外部端子を装着し、前記外部端子における前記境界を形成する端辺部に前記金型の突起部を押し当てて変形させた後に、射出成形される電池の製造方法。
3. 前記金型が、固定金型と、当該固定金型に対して相対移動する可動金型とを有し、
   前記可動金型が、前記突起部を有しており、
   前記固定金型に前記外部端子を装着し、前記端辺部に前記可動金型の突起部を押し当てて変形させた後に、射出成形する請求項２記載の電池の製造方法。