JPH10172536A - 合わせすじなしの、短尺固定部を有する耐食性バッテリ端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部の電解質の移行による腐食を最小化し、
従来の端子より軽量にし、前記端子を備えたバッテリの
使用中に保守の手間が省けるようにする。 【解決手段】 円錐台形の中空体１の、大きい方の横断
面を有する端部に隣接して、中空体１の空所と同軸線的
な内部空所を有する中空の下方部分２が続き、この下方
部分２が、円筒形で、中空体１の大きい方の横断面を有
する端部の直径より大きい直径の第１セグメント３を有
し、第１セグメント３には、円錐台形に構成された第２
セグメント４が続き、第２セグメント４の大きい方の横
断面を有する端部に隣接して、端子を固定する手段が形
成されており、この手段が周部に突出部５を有し、この
突出部の壁部に、上下に交互に開いている複数の周方向
の凹部６を形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の主要な対象は、蓄電
池用の合わせすじ(joint seams) なしの、短尺固定部を
有する耐食性端子であり、内部の電解質(electrolyte)
の移行(migration) による腐食が最小であること、従来
の端子より明らかに軽量であること、前記端子を備えた
バッテリの使用中に必要とされる保守が低減されること
等から生じる重要な利点を有している。

【０００２】より詳しく言えば、本発明は、蓄電池(sto
rage battery) 専用の型式の端子に範囲が及んでいる。
この端子は、電気エネルギーを発生するバッテリの使用
で得られた経験と、バッテリ使用中の、外側金属表面へ
の電解質の移行により発生する、鉛合金端子の極めて有
害な腐食過程の研究のための実験室テストの結果とし
て、構想され開発されたものである。このため、本発明
による端子によれば、前記移行が最小限に低減され、し
たがって、端子の外表面は清浄に維持され、端子が接続
される外部回路の端子との良好な電気接触が維持され
る。また、前述のように、腐食が著しく低減されること
により、端子を清浄化する従来の保守作業が事実上不要
なバッテリの使用が可能になる。更に、従来使用されて
来た端子より材料の量が少ないため、明らかにより軽量
であり、それによってまた、材料節減による製造費の低
減や、製造に使用する工具の簡単化といった付加的な利
点が得られる。

【０００３】

【従来の技術】周知のように、蓄電池は、たいていは熱
可塑性材料製のケースを有し、このケースに、電解質
と、陰極、陽極の鉛板とが受容されている。このバッテ
リは、上方部分に、同じく熱可塑性材料製の頂部又はカ
バーを有している。この頂部又はカバーから、たいてい
のバッテリ設計の場合、２つの鉛端子の上方部分が突出
している。この上方部分は、数種の構成が可能だが、た
いていは、円錐台形の中空体により構成され、その寸法
は、ＤＩＮ，ＳＡＥ，ＳＥＴＩＡその他の規格に従って
設定されている。この円錐台形の中空体からは、直径の
大きい方の下方端部に隣接して、同じく中空の下方部分
が延びている。この下方部分は、熱可塑性材料内に埋め
込まれ、頂部又はカバー内にそれを固定するための端子
部分を成している。更に、この種の端子の円錐台形の上
方部分内部の空所と、下方部分の空所とは、陰極・陽極
の内側板にそれぞれ接続された各ロッドのハウジング用
スペースを形成している。各内部ロッドは、その上端又
は上端近くが、各鉛端子に、鉛又は鉛合金を使用する溶
接によって接合され、これにより、必要な電気接続が実
現される。

【０００４】周知のように、バッテリ製造の進んだ技術
では、射出成形機を使用し、熱可塑性材料を金型（mol
d) 内へ射出して、頂部が形成される。準備作業で、端
子は、手動式又は自動式に金型の各オリフィス内に位置
決めされ、高圧で溶融プラスチック材料を注入後、端子
の下方部分が頂部に固着されたままとなり、端子は部分
的に熱可塑性材料内に埋め込まれる。

【０００５】バッテリ製造者及び最終製品である自動車
の製造会社は、軸方向最小応力と最小トルクとを設定す
る。各端子は、これらの応力及びトルクに、頂部の金属
及び／又は熱可塑性材料に破断を生じることなしに耐え
得なければならない。この機械的安全要求を満足させる
目的で、端子の下方部分については、いくつかの設計が
開発されてきた。それらのすべてが、頂部材料内への下
方部分の固定を確実にするものである。

【０００６】それらの設計では、たいてい、軸方向変位
を防止する手段としては、周方向に平行な複数突出部が
設けられるが、回動運動を防止する手段は、さまざまな
構成がなされている。例えば、側壁周囲にプラスチック
材料を注入する複数の空所、複数の突出部、半径方向に
突出する歯等々が設けられる。端子の下方部分を固定す
るこれらの手段の構成の例は、アメリカ合衆国特許第５
２９６３１７号（ＵＳ５，２９６，３１７）及びヨーロ
ッパ特許第２６１３１１号（ＥＰ ２６１，３１１）の
図面に見ることができる。

【０００７】前記引用の特許に見られるように、端子下
方部分の構成の場合、この金属部材の製造過程で、常温
スタンピング加工(cold process stamping) 及びダイカ
スト法(pressure diecasting) の場合にはダイスを、ま
た高炉出湯(blast furnace tapping）の場合には鋳型
（mold) を用いる必要があり、端子が形成されると、そ
の構成のため、ダイス又は鋳型が水平に、言い換えると
端子対称軸線（axis ofsymmetry）に対し直角方向に開
かれ、それによって、端子が用具のキャビティから取出
される。これらの鋳型及びダイスは、その場合、２つ以
上の可動部分から成っており、これらの可動部分が半径
方向へ変位すると、ばりが生じるか、成形された端子の
下方部分の横表面に、端子対称軸線と平行な合わせすじ
が残り、前記材料表面が、ダイス又は鋳型の隣接部分と
向かい合い、接触する。これらのばり又は合わせすじの
厚さは、ダイス又は鋳型が構成部材の連続的な開閉の結
果として老化するにつれて増大する。

【０００８】浸透インキを用いた試験の結果、判明した
点は、これらのばり又は合わせすじは電解質が外部へ流
出する経路となり、電解質が付着した端子を腐食させる
という点である。ばり又は合わせすじを介しての電解質
のこのような移行は、端子が出湯(tapping）又はダイカ
スト法で製造された場合、鉛合金の内部に生じる気孔
（porosity) を介しての毛管移行で増加される。

【０００９】従来、バッテリ用の熱可塑性材料の頂部又
はカバー内に用いられて来た端子のすべてが、下方部分
を頂部内に埋め込むことで、前記機械的固着（mechanic
al anchoring) 又は固定の要求を満足させている。この
下方部分の形成には、鋳型又はダイスを使用する必要が
あり、これらの鋳型やダイスは、それらの構成部材を、
端子が形成された後、端子を抜き出すために、端子対称
軸線に対し直角方向に変位させて、開かねばならない。
これらの端子において、外表面の腐食過程に大きな影響
を与える長手方向のばり又は合わせすじを有するという
欠点に加えて、問題となる点は、端子全長の３分の１ほ
どの長さを有する下方部分が有している鉛の量が、電気
的に見れば機能が欠如しているだけでなく、不必要に端
子の総重量を増大させている点である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の諸問題は、本発明
による、合わせすじなしの、短尺固定部（short-ancho
r) を有する耐食性バッテリ端子によって解決された。
この端子は、頂部内への機械的な固着又は固定の要求を
満足させ、かつ鉛量が、類似の公知端子の鉛量より、明
らかに総重量の最高４０％まで低減されるのに加えて、
下方部分が、腐食を促進させる長手方向のばり又は合わ
せすじを有さないという大きな利点を備え、外側への電
解質の移行を防止する密封シールが確保されている。こ
の後者の利点は、下方部分の構成によって可能になる。
この構成によって、完成した端子を取り出すために半径
方向へ開く必要のない鋳型又はダイスを用いて端子の製
造が可能になる。

【００１１】注目すべき最も重要な別の態様は、端子の
製造に用いる鉛合金が、溶融プラスチック高圧射出時の
材料変形を防止するための砒素という、健康に著しく危
険な成分を含有する必要がない点である。これは、頂部
に埋め込む端子下方部分の構成又は設計の結果である。
この構成又は設計により、端子下方部分は、高圧射出時
に惹起される変形に対し大きな抵抗性を有することにな
る。

【００１２】腐食を完全に防止する目的のため、本発明
による端子は、中実又は中空の押出し鉛片を、周知の常
温スタンピング加工によって形成するのが好ましい。こ
の加工法により、電解質が毛管現象により外部へ移行し
易くする内部気孔は除去される。

【００１３】前述の結果は、本発明による合わせすじな
しの、短尺固定部を有するバッテリ端子の特有の構成及
び形状の直接の結果である。この端子は、好ましくは、
円錐台形の中空体(hollow frustoconical body) により
形成され、大きい方の横断面を有する端部に隣接して、
熱可塑性材料内へ埋め込まれる中空の下方部分が設けて
あり、この下方部分の内部の空所は円錐台形に一致して
いる。この下方部分は、２つのセグメントから成り、そ
の外形は、端子の軸方向運動が阻止又は防止されるよう
にされている。下方部分の第１セグメントは、円筒形状
で、円錐台形中空体の直径の最も大きい横断面より、大
きい直径を有している。他方、第２セグメントは、円錐
台形であり、このセグメントの大きい方の横断面を有す
る端部に隣接して、端子の回動運動を阻止する手段が形
成されている。

【００１４】以上に概略説明した利点を補強し、かつ本
発明による、合わせすじなしの、短尺固定部を有する耐
食性バッテリ端子の構造、構成、機能各面の特徴の理解
を容易にするために、以下のパラグラフでは、一好適実
施例を説明し、添付図面に示すことにする。但し、次の
点を、ここに明言しておかねばならない。すなわち、前
記実施例は、１つの例に過ぎないものであるから、本発
明の保護に関して、この実施例に何らかの制限的又は限
定的な性格を与えることは適当ではなく、この実施例
は、本発明が基づいている基本概念を説明し、図示する
ために、利用されるものに過ぎない、という点である。

【００１５】

【発明の実施の形態】いずれの図面においても、本発明
の端子を説明するために選んだ実施例の全体を構成する
等しい部材又は対応する部材には、同じ符号を付してあ
る。

【００１６】図１から分かるように、本発明の端子は、
図示の例では、円錐台形の中空体１から成る上方部分を
有し、この上方部分の、大きい方の横断面を有する端部
に隣接して、全体を符号２で示した中空の下方部分が設
けられている。この下方部分２は、端子を熱可塑性材料
内に固定する目的のものである。前記下方部分２は、中
空体１の横断面の大きい方の端部より直径の大きい円筒
形の第１セグメント３と、これに続く円錐台形の第２セ
グメント４とから成っている。

【００１７】図に見られるように、周部の突出部５は、
第２セグメント４の、横断面の大きい方の端部に隣接し
て設けられ、前記突出部５の壁部には、複数の周縁の凹
部６が形成されている。これらの凹部６は、交互に上下
に開いており、射出成形中に、これらの凹部６内に熱可
塑性材料が充填され、端子の回動運動を阻止する手段を
形成する。

【００１８】図２は、図１の端子の部分縦断面図で、端
子は、バッテリの頂部又はカバー７内に埋め込まれてい
る。図示のように、中空の下方部分２は、円錐台形中空
体１の内部の空所と同軸的な円錐台形の内部空所８を有
している。下面に形成された周方向溝９は、鉛合金と熱
可塑性材料との間の接触面から電解質が移行する可能性
のある経路を増大させる。

【００１９】図示のように、前記下方部分２は、完全に
熱可塑性材料内に埋め込まれ、端子の軸方向移動が阻止
されるようになっている。他方、周縁の凹部６は、端子
の回動運動を阻止している。同じように、この下方部分
２は、高圧の射出成形によって惹起される変形に十分に
耐えることができるように構成されている。したがっ
て、砒素を含有しない鉛合金を用いることができる。

【００２０】図３に示した本発明による端子では、回動
運動を阻止する手段が、周部の複数ほぞ継ぎ部（mortis
es) １０によって形成されており、図４に示した端子で
は、これに対し、下方部分２に、溶融熱可塑性材料が沈
着又は滞留する複数の穴１１が、回動防止手段として設
けられている。

【００２１】図示の実施例の変化形に加えて、本発明の
保護範囲は、更に添付クレイムで定義されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、合わせすじなしの、短尺固定部
を有する耐食性バッテリ端子の一実施例の斜視図。

【図２】バッテリ頂部内に固定された図１の実施例の部
分縦断面図。

【図３】端子の回動を阻止する手段の変化形を示した斜
視図。

【図４】端子の回動を阻止する手段の別の変化形を示し
た斜視図。

【符号の説明】

１ 円錐台形の中空体 ２ 下方部分 ３ 下方部分の第１セグメント ４ 下方部分の第２セグメント ５ 周部の突出部 ６ 周縁の凹部 ７ バッテリの頂部又はカバー ８ 円錐台形の空所 ９ 周方向の溝 １０ ほぞ継ぎ部 １１ 穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合わせすじなしの、短尺固定部を有する
   耐食性バッテリ端子であって、バッテリ頂部から露出す
   る好ましくは円錐台形の中空体から成る上方部分を有す
   る形式のものにおいて、 前記円錐台形の中空体（１）の、大きい方の横断面を有
   する端部に隣接して、前記円錐台形中空体（１）の空所
   と同軸線的な内部空所を有する中空の下方部分（２）が
   続き、この下方部分（２）が、円筒形で、前記円錐台形
   中空体（１）の大きい方の横断面を有する端部の直径よ
   り大きい直径を有する第１セグメント（３）を有し、こ
   の第１セグメントには円錐台形に構成された第２セグメ
   ント（４）が続いており、また端子を固定する手段が第
   ２セグメント（４）の大きい方の横断面を有する端部に
   隣接して形成され、この手段が周部の突出部（５）を有
   し、この突出部の壁部に、上下に交互に開いている複数
   の周方向の凹部（６）が形成されていることを特徴とす
   る、合わせすじなしの、短尺固定部を有する耐食性バッ
   テリ端子。
2. 【請求項２】 前記中空の下方部分（２）の内部の空所
   （８）が円錐台形であることを特徴とする請求項１に記
   載された端子。
3. 【請求項３】 前記中空の下方部分（２）が、その下面
   に形成された少なくとも１つの周方向溝（９）を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された端
   子。
4. 【請求項４】 端子を固定する前記手段が、複数の周方
   向ほぞ継ぎ部（１０）を備えることを特徴とする請求項
   １に記載された端子。
5. 【請求項５】 端子を固定する前記手段が、複数の穴
   （１１）を備え、これらの穴の中心が周方向に配置され
   ていることを特徴とする請求項１に記載された端子。