JP7121062B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
特許文献1の鉛蓄電池では、蓋の仕切り板(蓋隔壁)の厚さ方向両側にリブが固定されている。また、蓋は、このリブに連続して電槽の隔壁の厚さ方向両側に配置されるガイドも有する。このガイドは、電槽の隔壁と対向する傾斜面(ガイド面)を有する。電槽の隔壁の上端面は、この傾斜面に案内されてスムーズに蓋の仕切り板の下端面と当接する。特許文献1の鉛蓄電池では、仕切り板に沿う方向に二個のリブが配置され、その配置は全てのセル室で同じである。
そして、隔壁の弓状変形により、中間極柱と隔壁の間に隙間が生じると、その部分から液リークが発生する。液リークが発生すると電池の内部抵抗が上昇し、アイドリングストップ車の場合は、アイドリングストップが禁止される状態になってしまう。
本発明の課題は、合成樹脂製の電槽の上面が合成樹脂製の蓋で封止された構造の鉛蓄電池として、電槽の隔壁が弓状に変形しにくいものを、低コストで提供することである。
(a)隔壁により区画されて一方向に沿って配列された複数のセル室を有する合成樹脂製の電槽と、前記複数のセル室にそれぞれ収納された複数の極板群と、前記電槽の上面を封止する合成樹脂製の蓋と、を備える。
(b)前記蓋は、前記電槽の二対の側壁に溶着により固定される二対の側壁、前記隔壁に溶着により固定されて前記複数のセル室の上側にそれぞれ上部空間を形成する仕切り板、前記仕切り板の厚さ方向両側に形成されたリブ、および前記リブに連続して形成され前記隔壁の厚さ方向両側に配置されるガイドを、一体に有するとともに、上板の前記複数のセル室の上方となる位置にそれぞれ形成された電解液の注入口を有する。
(d)前記リブは、前記金属部で接続された正極中間極柱および負極中間極柱の真上となる位置と、前記仕切り板に沿う方向(前記セル室の配列方向と垂直な方向)で前記真上となる位置を挟む両側と、に配置されている。
[構成]
図1に示すように、実施形態の鉛蓄電池10は、電槽1と蓋2と六個の極板群3を備える。電槽1の形状は直方体であり、電槽1は、底面をなす長方形の一対の長辺上に形成された一対の第一の壁11と、一対の短辺上に形成された一対の第二の壁12を有する。電槽1の内部は、第二の壁12と平行な五枚の隔壁13により、六個のセル室4に区画されている。図1に示すように、セル室4の配列方向をX方向、これに垂直な方向をY方向とする。六個のセル室4には、それぞれ一個の極板群3が配置されている。
正極板31は、格子状基板311と格子状基板311に連続して上方に突出する耳312とからなる集電体を有し、格子状基板311に正極活物質が保持されている。負極板32は、格子状基板321と格子状基板321に連続して上方に突出する耳322とからなる集電体を有し、格子状基板321に負極活物質が保持されている。複数枚の正極板31および負極板32は、セパレータ33を介して交互に配置されている。
図3に示すように、X方向の一端(左側の端部)のセル室に配置される極板群3は、負極ストラップ320から上方に延びる負極中間極柱320aと、正極ストラップ310から小片35を介して上方に延びる正極極柱(外部端子になる部分)36を有する。また、X方向の他端(右側の端部)のセル室に配置される極板群3は、正極ストラップ310から上方に延びる正極中間極柱310aと、負極ストラップ320から小片35を介して上方に延びる負極極柱(外部端子になる部分)37を有する。
つまり、金属部330aで接続された正極中間極柱310aおよび負極中間極柱320aは、隣り合う隔壁13でY方向の配置が千鳥状にずれている。
上板24の内面(電槽1と対向させる面)には、貫通孔24aに連続する筒状部25が形成されている。貫通孔24aと筒状部25が注液口(電解液の注入口)26を構成する。筒状部25はスリット25aおよび雌ねじ部25bを有する。雌ねじ部25bは筒状部25の内周面の基端部にのみ形成されている。
上板24の内面から、第一の壁21、第二の壁22、仕切り板23、筒状部25、スリーブ27、および突起61~64が突出している。蓋2は、これらの全てが合成樹脂の射出成形により一体に成形されたものであり、この射出成形時に金属製のブッシングがスリーブ27内に固定される。
図2は、電槽1の第一の壁11が蓋2の第一の壁21に溶着され、電槽1の第二の壁12が蓋2の第二の壁22に溶着されるとともに、五枚の仕切り板23がそれぞれ溶着により電槽1の隔壁13に固定されて、セル室4の上側に上部空間5が形成された状態を示している。この状態で、突起6のガイド6bが、電槽1の隔壁13の厚さ方向両側に配置され、ガイド6bの傾斜面6cが隔壁13と対向する。さらに、蓋2の第二の壁22に固定された突起6のガイド6bの傾斜面6cが、電槽1の第二の壁12と対向する。
先ず、公知の方法で作製された化成前の極板群3を、電槽1の各セル室4に配置した後、抵抗溶接を行って金属部330aを形成する。次に、電槽1の上面と蓋2の下面を熱で溶かして、熱溶着により電槽1に蓋2を固定する。なお、蓋2を電槽1に載せる際に、電槽1の隔壁13の上端面は、蓋2の突起6が有するガイド6bの傾斜面6cに案内されて、スムーズに蓋2の仕切り板23の下端面と当接する。また、電槽1の第二の壁12の上端面も、同様に突起6の傾斜面6cに案内されて、スムーズに蓋2の第二の壁22の下端面と当接する。
図4に示すように、蓋2には、上板24の仕切り板23に沿う方向(セル室4の配列方向に垂直なY方向)の四カ所に、突起61~64が配置されている。図3には、蓋2に設けた突起61~64の位置が、電槽1に投影されて実線で示されている。なお、図4は蓋2の電槽1に向ける面を示しており、この面を電槽1に向けて蓋2が電槽1の上に設置されるため、蓋2を電槽1に溶着した状態での突起61~64の位置は図3に示す通りになる。
三個の突起61~63は、第一の突起61が中間極柱上の位置に配置され、第二の突起62および第三の突起63が中間極柱上の位置を挟む両側に配置されているため、Y方向(仕切り板23に沿う方向)での配置が、隣り合う仕切り板23で千鳥状にずれている。
さらに、第四の突起64は、第二の突起62の第一の突起61側とは反対側の位置であって、正極ストラップ310または負極ストラップ320の真上となる位置に配置されている。そして、四個の突起61~64は、Y方向(仕切り板23に沿う方向)での配置が、隣り合う仕切り板23で千鳥状にずれている。
この実施形態の鉛蓄電池は、蓋2の突起6(61~64)を上述の配置で設けたことにより、以下の作用、効果が得られる。
正極中間極柱310aおよび負極中間極柱320aの真上に配置された第一の突起61のリブ6aにより、抵抗溶接を行って形成された金属部330aを有する隔壁13の強度が高くなるため、この部分での変形が抑制される。
また、注液口26の隣に配置されている第二の突起62のリブ6aにより、貫通孔24aを含む注液口26が形成されている部分の強度が高くなるため、この部分での変形が抑制される。
また、四個の突起61~64のうちの三個がY方向中心部の近くに存在するため、強度的に弱いY方向中心部での隔壁13の強度が向上する。
なお、第一の突起61、第二の突起62、第三の突起63は必須のものであるが、第四の突起64は必須のものではない。また、四個の突起61~64以外の突起(例えば、第三の突起63の第一の突起61側とは反対側に第五の突起)6を設けてもよい。しかし、蓋2の成形に使用する合成樹脂の量を少なくするという点では、突起6の数は少ない方が好ましい。
1 電槽
11 電槽の第一の壁
12 電槽の第二の壁
13 隔壁
13a 隔壁の貫通孔
2 蓋
21 蓋の第一の壁(仕切り板の両側に配置された一対の側壁)
211 一方の側壁
212 他方の側壁
22 蓋の第二の壁
23 仕切り板
24 蓋の上板
24a 上板の貫通孔
25 筒状部
26 注液口
3 極板群
31 正極板
312 正極板の耳
310 正極ストラップ
310a 正極中間極柱
32 負極板
322 負極板の耳
320 負極ストラップ
320a 負極中間極柱
330a 貫通孔内を埋める金属部
35 小片
36 正極極柱
37 負極極柱
4 セル室
41 セル室
42 セル室
5 上部空間
51 上部空間
52 上部空間
6 突起
6a 突起のリブ
6b 突起のガイド
6c ガイドの斜面
61 第一の突起(中間極柱上の位置に配置された突起)
62 第二の突起(中間極柱上の位置を挟む両側の一方に配置された突起)
63 第三の突起(中間極柱上の位置を挟む両側の他方に配置された突起)
64 第四の突起
Claims (5)
- 隔壁により区画されて一方向に沿って配列された複数のセル室を有する合成樹脂製の電槽と、
前記複数のセル室にそれぞれ収納された複数の極板群と、
前記電槽の上面を封止する合成樹脂製の蓋と、
を備え、
前記蓋は、前記電槽の二対の側壁に溶着により固定される二対の側壁、前記隔壁に溶着により固定されて前記複数のセル室の上側にそれぞれ上部空間を形成する仕切り板、前記仕切り板の厚さ方向両側に形成されたリブ、および前記リブに連続して形成され前記隔壁の厚さ方向両側に配置されるガイドを、一体に有するとともに、上板の前記複数のセル室の上方となる位置にそれぞれ形成された電解液の注入口を有し、
前記極板群は、複数枚の正極板および負極板をそれぞれ幅方向の別の位置で連結する正極ストラップおよび負極ストラップと、を有し、前記正極ストラップおよび前記負極ストラップの連結位置は、前記幅方向の中心を挟んだ各側であって、前記蓋の二対の側壁のうち前記仕切り板の両端に配置された一対の側壁と前記中心との間における中央位置より前記中心に近い側であり、
前記電槽は、前記複数のセル室の配列方向に前記隔壁を複数枚有することで、前記複数のセル室として、配列方向両端に配置されたセル室と、前記配列方向両端以外に配置された複数のセル室と、を有し、
前記蓋は、前記複数枚の隔壁にそれぞれ固定される複数枚の仕切り板を有し、
前記複数のセル室のうちの配列方向両端以外の前記セル室に配置された前記極板群は、前記正極ストラップの長手方向一端から立ち上がる正極中間極柱と、前記負極ストラップの長手方向他端から立ち上がる負極中間極柱と、を有し、
配列方向両端の前記セル室に配置された前記極板群の一方は、前記正極中間極柱と、前記負極ストラップから上方に延びる負極極柱を有し、他方は、前記負極中間極柱と、前記正極ストラップから上方に延びる正極極柱を有し、
隣り合う二つの前記セル室の一方に配置された前記正極中間極柱と他方に配置された前記負極中間極柱とが、前記隔壁に形成された貫通孔内を埋める金属部で接続され、
前記リブとして、前記仕切り板に沿う方向の四ケ所にそれぞれ配置された第一のリブ、第二のリブ、第三のリブ、および第四のリブを備え、
前記第一のリブは、前記金属部で接続された正極中間極柱および負極中間極柱の真上となる位置に配置され、
前記第二のリブおよび前記第三のリブは、前記仕切り板に沿う方向で前記真上となる位置を挟む両側に配置され、
前記第二のリブは前記第三のリブよりも、前記蓋の二対の側壁のうち前記仕切り板の両端に配置された一対の側壁に対する距離が大きく、
前記第四のリブは、前記第二のリブの前記第一のリブ側とは反対側に配置され、
前記第一のリブ、前記第二のリブ、前記第三のリブ、および前記第四のリブの前記仕切り板に沿う方向での配置が、隣り合う前記仕切り板で千鳥状にずれている鉛蓄電池。 - 前記第四のリブは、前記正極ストラップの真上となる位置または前記負極ストラップの真上となる位置に配置されている請求項1記載の鉛蓄電池。
- 前記第二のリブは、前記注入口の隣に配置されている請求項1または2記載の鉛蓄電池。
- 前記第四のリブの前記仕切り板からの突出寸法は、前記第一のリブ、前記第二のリブ、および前記第三のリブの前記仕切り板からの突出寸法よりも大きい請求項1~3のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。
- 前記仕切り板の厚さは前記蓋の二対の側壁の厚さより薄く、
前記リブの前記仕切り板に沿う方向の寸法は、前記仕切り板の厚さ以上、且つ、前記側壁の厚さ以下である請求項1~4のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。
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