JP6119445B2

JP6119445B2 - 鉛蓄電池

Info

Publication number: JP6119445B2
Application number: JP2013126868A
Authority: JP
Inventors: 拓司中村; 朋之榎本
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: JP2015002117A

Description

本発明は、極柱挿通部に充填される封止剤の漏れを抑制する技術に関する。

鉛蓄電池には、電槽を閉止する蓋から電槽内の極板と接続された極柱を突出させ端子として使用するものがある。この場合、蓋と極柱との隙間から電槽内の電解液が流出することを防止する必要があり、極柱の周囲にエポキシ樹脂等の封止剤を注入して硬化させることで隙間を密閉している。封止剤は硬化前の状態では流動性が高いことから、下記特許文献１に記載の鉛蓄電池では、極柱と蓋側の開口との間にＯリングを挿入してシール性を高めることで、注入した封止剤が電槽内に漏れないようにしている。

実開昭６３−１０２１７３公報

しかしながら、挿入したＯリングが傾いたり捻じれたりすると、シール性が下がり、充填した封止剤が電槽内に漏れるおそれがあることから、Ｏリングの傾きや捻じれを抑えることが求められていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、極柱挿通部に充填される封止剤の漏れを抑制することを目的とする。

本明細書によって開示される鉛蓄電池は、上面が開口し、内部に極板を収容する電槽と、前記極板に接続された極柱と、前記電槽の上面を閉止する蓋部材であって、前記極柱を挿通可能な軸孔が形成された極柱挿通部を有する、蓋部材と、前記極柱の外部に露出した先端側より前記極柱挿通部の内周面と前記極柱との間に挿入され、挿入端位置において前記極柱挿通部の内周面と前記極柱との間をシールする環状のシール部材と、前記極柱挿通部における前記挿入端位置にある前記シール部材より挿入方向上流側の空間に封止剤を充填して硬化した封止部材と、を備え、前記極柱挿通部の内周面における前記挿入端位置より前記挿入方向上流側には、溝部が形成されている。

本発明によれば、極柱挿通部に充填される封止剤の漏れを抑制できる。

一実施形態における鉛蓄電池の斜視図鉛蓄電池を図１中のII線で切断した断面図蓋部材のうち極柱挿通部周辺部を拡大した斜視図図２のＡ部を拡大した断面図（封止剤を充填する前の状態を示す）図２のＡ部を拡大した断面図（封止剤を充填した後の状態を示す）溝部周辺の断面図極柱挿通部周辺の断面図図２のＡ部を拡大した断面図（シールリングの挿入途中の状態を示す）極柱挿通部の上方からの平面図シールリングが傾いて装着された状態を示す断面図他の実施形態において、極柱挿通部周辺部を拡大した斜視図他の実施形態において、極柱挿通部周辺部を拡大した斜視図

（本実施形態の概要）
初めに、本実施形態の鉛蓄電池の概要について説明する。本鉛蓄電池は、上面が開口し、内部に極板を収容する電槽と、前記極板に接続された極柱と、前記電槽の上面を閉止する蓋部材であって、前記極柱を挿通させる軸孔が形成された極柱挿通部を有する、蓋部材と、前記極柱の外部に露出した先端側より前記極柱挿通部の内周面と前記極柱との間に挿入され、挿入端位置において前記極柱挿通部の内周面と前記極柱との間をシールする環状のシール部材と、前記極柱挿通部における前記挿入端位置にある前記シール部材より挿入方向上流側の空間に封止剤を充填して硬化した封止部材と、を備え、前記極柱挿通部の内周面における前記挿入端位置より前記挿入方向上流側には、溝部が前記シール部材の挿入方向に連続して形成されている。

この構成では、挿入端位置への挿入時、シール部材に対して、極柱挿通部の内周面の一部、すなわち溝部において内周面に比べて摩擦が小さくなる。そのため、挿入時、シール部材に対して内周面が全周で接触する場合に比べて、内周面との間の摩擦が小さくなる。従って、極柱挿通部に対してシール部材を挿入し易くなることから、シール部材が傾き難くなり、且つ、捻じれにくくなる。従って、極柱挿通部の内周面と極柱との間の隙間を確実にシールできるので、極柱挿通部に充填される封止剤が電槽内へ漏れ難くなる。また、シール部材を挿入端位置まで到達させやすくなり、封止剤不足を抑制し、鉛蓄電池の気密不良を抑制することができる。

本鉛蓄電池では、前記溝部を、前記極柱挿通部の内周面に対して周方向に等間隔で形成する。溝部を等間隔で形成しておけば、シール部材に対して摩擦が小さくなる部分が、周方向で均等になる。そのため、挿入端位置への挿入時、内周面との間の摩擦の大きさが周方向で概ね均等になるので、シール部材が一層傾き難くなり、且つ、捻じれにくくなる。また、シール部材を挿入端位置まで一層到達させやすくなる。

本鉛蓄電池では、前記溝部を、前記シール部材の挿入方向に沿った直線形状とする。直線形状であれば加工がし易い。また、溝部の形状が、シール部材の挿入方向と一致していれば、一定のガイド効果を発揮するため、シール部材が一層、傾き難くなり、また捻じれにくくなる。また、シール部材を挿入端位置まで一層到達させやすくなる。

本鉛蓄電池では、前記シール部材を挿入端位置に位置決めする位置決め突起を備える。この構成では、位置決め突起に突き当たるまで押し込むだけで、シール部材を挿入端位置に位置決めできる。

本鉛蓄電池では、前記溝部を、前記極柱挿通部の内周面に対して段差なく連続する斜面形状とする。この構成では、溝部が極柱挿通部の内周面に段差なく連続しているので、溝部と内周面の境界部分をシール部材がスムーズに通過できる。従って、シール部材の挿入性がよく、シール部材の劣化を抑制することができる。

＜一実施形態＞
一実施形態を図１ないし図１０によって説明する。
１．鉛蓄電池の構造
鉛蓄電池１０は図１〜図５に示すように電槽２０と、極板群３０と、ストラップ４０と、極柱５０と、蓋部材６０を備え、更にシールリング８０や封止部材Ｓを備える。尚、以下の説明において、電槽２０の横幅方向をＸ方向とし、電槽２０の奥行方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。

電槽２０は上面が開放した箱型をなし、槽内は隔壁により複数のセル室（図略）に仕切られている。各セル室には電解液と共に、複数組の極板群３０が図１のＸ方向に沿って、配置されている。

各極板群３０は、図２に示すように、正極板３１Ａと、負極板３１Ｂと、両極板３１Ａ、３１Ｂを仕切るセパレータ（図略）とから構成されている。各極板３１Ａ、３１Ｂは、格子体に活物質が充填されて構成されており、上部には、ストラップ４０を接続するための耳部３２が設けられている。尚、極板３１Ａ、３１Ｂに対する耳部３２の形成位置は極性によって変えてあり、この例では、正極板３１Ａは図２の右側に耳部３２を設け、負極板３１Ｂは、図２の左側に耳部３２を設けている。

ストラップ４０は、図２に示すように上下方向（Ｚ方向）において、極板群３０の上方に位置している。ストラップ４０は極性ごとに設けられており、正極用のストラップ４０は、耳部３２を介して各極板群３０の正極板３１Ａを連結し、負極用のストラップ４０は、耳部３２を介して各極板群３０の負極板３１Ｂを連結する構造となっている。

そして、正極用のストラップ４０のうち、電槽２０の横幅方向（図１のＸ方向）の一方端に位置するストラップと、負極用のストラップ４０のうち電槽２０横幅方向（図１のＸ方向）の他方端に位置するストラップには、それぞれ極柱５０が溶接等により取り付けられている。

極柱５０は円柱形状をしており、図１、図２に示すように、蓋部材６０に形成された極柱挿通部６５を貫通して外部に露出している。そして、正極側の極柱５０の先端と負極側の極柱５０の先端には、それぞれ小径の極芯５５が設けられている。極芯５５にはボルト孔が形成されており、極芯５５に対して端子金具（図略）をボルト締めすることで、鉛蓄電池１０を電気機器（図略）に対して接続できる構造となっている。なお、正極板３１Ａ、負極板３１Ｂ、耳部３２、ストラップ４０、及び極柱５０は、鉛合金からなる。

蓋部材６０は樹脂製であって電槽２０を閉止可能な大きさとされる。蓋部材６０の左右両側には、図１に示すように円錐型をした斜口部６１が設けられており、更に、斜口部６１の内側に極柱挿通部６５が形成されている。

図３に示すように、極柱挿通部６５は上下に貫通する円筒型をしている。極柱挿通部６５の軸孔６６内には、図４に示すように極柱５０が下から貫通しており、極柱５０の先端は概ね極柱挿通部６５の先端に達している。また、極柱挿通部６５の先端部は、斜口部６１の底部から上方に突出しており、斜口部６１との間に環状をした環状溝６３を形状している。

そして、極柱挿通部６５の内周面（軸孔６６の内周面）と極柱５０の外周壁との間には隙間が設けられると共に、極柱挿通部６５の下端寄りの位置には、内方に突出する環状の位置決め突起６７が設けられている。位置決め突起６７は、極柱５０と極柱挿通部６５の間に挿入されたシールリング（シール部材）８０を、図４に示す挿入端位置にて位置決めする機能を果たしている。尚、極柱挿通部６５の内径は、シールリング８０の外径より幾らか小さい寸法に設定されており、極柱挿通部６５の内周面に対してシールリング８０が弾性的に接触するようになっている。

シールリング８０はゴムなどの弾性材からなる環状をしたリングであり、極柱５０の先端側から挿入されて、極柱挿通部６５の挿入端位置に装着される。シールリング８０は、極柱５０の外周面と極柱挿通部６５の内周面との間に、隙間なく密着して、両間をシールする機能を果たす。

図５に示すように、極柱挿通部６５及び斜口部６１内には封止剤９０が充填されている。封止剤９０は、極柱挿通部６５のうち、挿入端位置にあるシールリング８０より挿入方向上流側の上方空間を封止する封止部材Ｓを形成する。封止部材Ｓは、極柱５５の外周面と極柱挿通部６５の内周面との間を隙間なく封止することにより、電解液の液漏れを抑制するものである。本例では、斜口部６１の上面まで封止部材Ｓを形成しており、極芯５５の上端部だけが外部に露出する構造となっている。

また、図３に示すように、極柱挿通部６５の内周面には、周方向に等間隔で溝部７３が形成されている。溝部７３は、極柱挿通部６５の上端を始端として下方に真っ直に延びており、挿入端位置から一定距離離れた位置Ｂを終端としている（図４参照、図６参照）。すなわち、溝部７３は、極柱挿通部６５の内周面における挿入端位置より挿入方向上流側（図４、図６の上側）に形成されている。溝部７３は、図６に示すように径方向外側に拡がる傾斜状をしており、終端位置では、極柱挿通部６５の内周面下部６８と段差なく連続する。

また、図３に示すように、極柱挿通部６５の内周面のうち、溝部７３と溝部７３との間には、突壁７５が形成されている。突壁７５は、極柱挿通部６５の内周面に溝部７３を形成することにより自ずと形成されるものである。突壁７５は、溝部７３から見て相対的に突出しており、溝部７３と同様、周方向に等間隔で形成されている。突壁７５は、断面が円形状をしている。

溝部７３は、極柱挿通部６５の内周面から外側に後退していることから、挿入端位置に向けて挿入されるシールリング８０に対して非接触となり、挿入時、突壁７５の先端だけがシールリング８０に対して当接する関係となる（図８、図９参照）。

２．極柱挿通部６５に対するシールリング８０の挿入工程と封止剤９０の注入工程
シールリング８０の挿入工程は、電槽２０に対して蓋部材６０を組み付ける工程が終了した後に行われる。蓋部材６０の組み付けが終了した段階では、例えば、図８に示すように、極柱５０が、蓋部材６０に形成された極柱挿通部６５を貫通して、外部に露出した状態となっている。

そのため、極柱５０に嵌め合わせつつ、極柱５０の先端側から、極柱挿通部６５の奥方へ向けて位置決め突起６７に突き当たるまでシールリング８０を押し込むことで、シールリング８０を挿入端位置に装着できる。

そして、挿入の際、シールリング８０の外周には、図９に示すように突壁７５の先端だけが当接し、溝部７３は非接触となる。従って、極柱挿通部６５の内周面に対する接触面積が小さいことから、それ程強く押し込まなくても、比較的軽い力でシールリング８０を挿入端位置まで挿入出来る。したがって、シールリング８０が傾き難くなり、シールリング８０を、極柱挿通部６５の挿入端位置に対して、傾きなく装着出来る。

そして、挿入端位置までシールリング８０が挿入されると、極柱５０の外周面と極柱挿通部６５の内周面との間に、シールリング８０が隙間なく密着し、両間はシールされた状態となる。あとは、封止剤９０を斜口部６１の上面まで注入する作業が行われる。その後、注入した封止剤９０が硬化すると、図５に示すように、極柱５０の周囲が封止剤９０により封止された状態になる。これにて封止剤９０の注入工程は終了する。

３．効果説明
シールリング８０が、図１０に示すように傾いた状態で装着されてしまうと、シール性能が低下することから、極柱挿通部６５に注入した封止剤（硬化前の封止剤）が電槽２０内に流落し易くなる。本鉛蓄電池１０では、先に説明したように、シールリング８０を極柱挿通部６５に対して傾きなく水平な姿勢を保って装着出来る。そのため、極柱５０と極柱挿通部６５との間を確実にシールできることから、封止剤９０が電槽２０内に流落するのを抑制できる。また、シールリング８０を挿入端位置まで到達させやすくなり、封止剤不足を抑制し、鉛蓄電池１０の気密不良を抑制することができる。

また、本鉛蓄電池１０では、溝部７３と突壁７５を周方向に等間隔で形成していることから、挿入端位置への挿入時、内周面との間の摩擦の大きさが周方向で概ね均等になるので、シールリング８０が一層傾き難くなる。また、シールリング８０を挿入端位置まで一層到達させやすくなる。

また、本鉛蓄電池１０では、溝部７３は径方向外側に拡がる傾斜状であり、終端位置では極柱挿通部６５の内周面下部６８と段差なく連続する。シールリング８０は、極柱５０と極柱挿通部６５との間で圧縮されながら挿入されるため、一部は溝部７３の内側に広がる。もし仮に、挿入端位置で溝部７３と極柱挿通部６５の内周面との間に段差があると、挿入時、段差に引っ掛かる恐れがある。この点、本鉛蓄電池１０では、溝部７３は、終端位置にて極柱挿通部６５の内周面と段差なく連続することから、シールリング８０の挿入性がよく、シールリング８０の劣化を抑制することができる。

また、挿入時、シールリング８０が捩じれると、傾いた場合と同様、シール性が低下するため、シールリング８０に捩りが発生しないことが好ましい。特に、シールリング８０の内周側のみ極柱５０に接触し、外周側がフリーな状態になると、シールリング８０が内周側に捩じられ易くなる。この点、本鉛蓄電池１０では、シールリング８０の外周面に突壁７５を接触させている。そのため、内周側と外周側とで摩擦抵抗のバランスがとれることから、シールリング８０に捩りが発生し難くなる。

また、本鉛蓄電池１０では、溝部７３は上下方向に沿った直線形状であり、シールリング８０の挿入方向と一致している。溝部７３の形状が、シールリング８０の挿入方向と一致していれば、一定のガイド効果を発揮するため、シールリング８０が一層、傾き難くなる。また、本鉛蓄電池１０では、突壁７５を断面円形状としているため、シールリング８０が傷つきにくい。

また、本本鉛蓄電池１０では、斜口部６１と極柱挿通部６５との間に環状をした環状溝６３を形状している。環状溝６３の形成により、沿面距離が長くなることから、封止剤９０に亀裂等が入ったとしても、電槽２０内の電解液が極柱挿通部６５から外側に漏れ難くなる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、極柱挿通部６５では溝部７３を斜面形状とした。溝部７３は、挿入されるシールリングに対して摩擦が小さくなるように、極柱挿通部６５の内周面から後退していればよく、例えば、図１１に示す極柱挿通部１６５に形成した溝部１７３のように、ストレート形状にしてもよい。

（２）上記実施形態では、極柱挿通部６５では溝部７３の溝幅を一定とした。溝部７３は、挿入されるシールリングに対して非接触となるように、極柱挿通部６５の内周面から後退していればよく、例えば、図１２に示す極柱挿通部２６５に形成した溝部２７３のように、終端に近くなるに連れ、溝幅が広くなるような形状にしてもよい。

（３）上記実施形態では、極柱挿通部６５では溝部７３の溝深さを、シールリング８０が非接触となるように設定したが、内周面に対して摩擦が小さくなれば、シールリング８０に接触してもよい。

１０...鉛蓄電池
２０...電槽
３０...極板群
３１...極板
４０...ストラップ
５０...極柱
６０...蓋部材
６１...斜口部
６５...極柱挿通部
６７...位置決め突起
７３...溝部
７５...突壁
８０...シールリング（シール部材）
Ｓ...封止部材

Claims

上面が開口し、内部に極板を収容する電槽と、
前記極板に接続された極柱と、
前記電槽の上面を閉止する蓋部材であって、前記極柱を挿通可能な軸孔が形成された極柱挿通部を有する、蓋部材と、
前記極柱の外部に露出した先端側より前記極柱挿通部の内周面と前記極柱との間に挿入され、挿入端位置において前記極柱挿通部の内周面と前記極柱との間をシールする環状のシール部材と、
前記極柱挿通部における前記挿入端位置にある前記シール部材より挿入方向上流側の空間に封止剤を充填して硬化した封止部材と、を備え、
前記極柱挿通部の内周面における前記挿入端位置より前記挿入方向上流側には、溝部が前記シール部材の挿入方向に連続して形成されている、鉛蓄電池。
請求項１に記載の鉛蓄電池であって、
前記溝部は、前記極柱挿通部の内周面に対して周方向に等間隔で形成されている、鉛蓄電池。
請求項１又は請求項２に記載の鉛蓄電池であって、
前記溝部は、前記シール部材の挿入方向に沿った直線形状である、鉛蓄電池。
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の鉛蓄電池であって、
前記極柱挿通部の内周面から内方に突出して設けられ、前記シール部材を前記挿入端位置に位置決めする位置決め突起を備える、鉛蓄電池。
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の鉛蓄電池であって、
前記溝部は、前記極柱挿通部の内周面に対して段差なく連続する斜面形状である、鉛蓄電池。