JPS58184260A - 蓄電池セルの容器および蓋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に鉄道車輪用の、蓄電池セルの容器および
蓋に関し、その−門１および！ｌｖ器に飯を畔接する方
法の改良に関する。

周知のように、蓄電池セルの全体の寸法は国際規格によ
って標準化されている。この皺いもなく積極的かつ重賛
な事実によって、蓄電池製造業者は、蓄電池の全体の寸
法を均衡させ、電解液の７ラツデインダ容量に有用な容
積を増大させ、これによって蓄電池自身の出力谷１１ｋ
を増大さゼる構造の解決を迫まられている。

これと同後に賞賛な他の問題は、セル容器に飯をｆ＠接
するときに完全に気密とすることであシ、さらに、寿命
期間中に、周知の電気化学的狭象によって、正極が伸長
することを避けられず、このため飯にクラックが発生す
る傾向がある。これにｌＩｉ！！シた間Ｊｉ１は、セル
容器およびＩｋがこの伸長によってともに損傷を受けな
いことである。

産業用蓄電池の製造業者はこれらの問題に直面して、種
々な方法で解決した。セル容器の全体の寸法に関して、
たとえば、通常の技術では／ＩＪプロピレンなどの熱可
塑性成形を成形して平行大面％ 体のセル容器を製造する。この方法でｉＭ？に得ちれる
標準的な厚みは約３■である。

標準的な全体の寸法を超えないために、セル蓋を央合せ
溶接によってセル容器に級合し、儲の接触部分を容器の
リムに固定する。しかし、このような溶接は囲周するビ
ードを生ずる。たとえは、鉄道車輪用蓄電池のように１
つの蓄電池を他の蓄電池にそって配置するときに、ビー
ドをトリミングして空間を生じないようにする必景かあ
る。

このトリミング作業は、それ自身の原画の他に、たとえ
は閉込めた空気泡または浴接しそこないによる、材料の
欠けた点を被復しないまｌとす◇。

従って、電解液が漏れたり、’！Ｅ７’Ｃはガス扱きキ
ャップによる自動的なガス抜きかできない。

本発明の改良の目的は、ビード自身がセル容器の外側で
なく、内側に形成されるときに、ビードのトリミングに
関するすべての間勉を解決することである。これは２つ
の内子、正確には、０）樟準の全体の寸法に収まる雄−
雌嵌合するセル容器のリムとセル伽との形状を対応させ
て形成したこと、（２）セル容器の壁と、セル量のリム
との厚みを一般に使用するものと比べて、半分よシ薄く
したことによって可能となった。

明かなように、もし厚みを薄くしないと１！ｉは、セル
容器の壁に関連して外側リムを有するセル蓋Ｏ上記解決
方法は蓄電池の全体の寸法を増加させるであろう。、さ
らに、方ル容器自身の製造は、通常Ｉリプロピレンの射
出成形によって一般に行なうのであるが、本発明におい
ては吹込み成形によって行なう。このセル容器の吹込み
成形によれば、壁の厚みを、熱可塑性成形と比べて６０
−までと極めて薄くシ、また従来の成形では極めて複雑
な操作を必要とし、また禁止的に原価を高めるアンダー
カットを形成するが、このような欠点を解消することが
できる。

上記の吹込み成形法線セル容器の壁を薄くすることがで
きるとともに、材料を著しく節減するヒとができる。他
の利点は、吹込み成形用型は極めて琳純であって、加工
容易な材料によって製作することができることである。

本発明による基本的に重畳な他の利点は、セル容器とセ
ル蓋との間の溶接面を増大させることができ、しかも厚
みに関係しないことである。これは吹込み成形によって
直接得られるセル容器の端部の馳部が特殊に形成される
丸めである。さらに本発明の利点は、檀々な標準の高さ
において、水平な囲周凹部を予め形成することであって
、唯１回の吹込みによって、必要に応じて稙々な高さの
モジ為−ル系のセル容器を得ることができる。この場合
、製造業者にとって有利なことは、成形用型の数を減ら
し、１つの型から高さおよび容量の相違する数棟のセル
容器を得ることである。産業用蓄電池の製造業者は、工
場ｔｉａ少しても、容量の相違する蓄電池を組立てるこ
とができる。なお水平な囲周凹部を形成する他の利点は
、セル容器が変形する可能性を回避することであシ、セ
ル伽に嵌合させて溶接する端部、または中央部において
、特にセル容器が高いときに変形しすいか、これを防止
できる。この凹部形成によって、蓄電池の内部セルを案
内して固定することができるが、これも他の利点に劣ら
ない１柵である。

本発明の一部である他の改良として、！電池のセル蓋は
、損傷することなしに、電極を伸長させることができる
。この分野の公知の技術は、セル容器とセル蓋との間に
プラスチック結合剤を使用して行なう。この解決方法は
、主として自動車用蓄電池において使用されるが、産業
用蓄電池、特に鉄道車輛用の場合には、セルの高さが６
５０閣となり、これに伴なって電極の伸長も増大するの
で、問題の解決にならない。他の公知の方法は、セル蓋
において、各電極の周シの領域に一組の同心リングを設
け、この形状および構造によって、電極の伸長をいくら
か可能にする。

本発明のセル蓋に関する改良は、その変形を防止し、こ
れによって蓋を凹入した特殊な形状に構成して、電極の
伸長に耐えるようにする。この極めて単純な解決方法は
、極めて機能的かつ経済的な方法であって、電極の伸長
による弾性張力を蓋面全体に平均に分配し、他の場合の
ように限定された面積に集中することを防止する。こう
して、１１； 張力分布の相違によってセル蓋にクラックが生ずること
を皆無にするか、または驚くべく僅少にすることができ
る。また本発明の、これに劣らない有利な特徴は、セル
蓋が特殊な凹形をなしていることでありて、蒸留水を補
給するときに、中央キャップから電解液が溢流して漏れ
ることを防止できる。このようなことがおきたときに、
溢流液体の除去および浄化は墨線化される。この液体が
蓄電池の間を流下して、蓄電池箱の底に￥ｄぼることは
、この箱は通常鉄をグラスチックで被憶しであるが、少
なくとも弱い点において、電解液の作用金堂けることが
あり、これを防止することが口」能である。

本発明の他の％徽は、セル蓋に電解蔽補給口の周シに成
形したリングを設け、キャップを嵌脱して蓄電池に補給
するときに、偶発的な漏れを防止　・する。こうしてキ
ャップにＩスヶットを使用することが必要でなくなり、
円形の変形可能な防止材が封止部材として機能する。

本発明の上記および他の利点は、図面を参照して、次に
詳細に説明するので、明かになるであろう。しかし、こ
の説明は本発明を限定するものではない。第３図に示す
改良されたセル容器は、通常ｌリプロピレンであるグラ
スチック材料を吹込み成形して、第１図に示すような平
行六面体を形成し、このとき厚みはｒ８Ｊである。過剰
の材料を除去すると、第５図に示すセル容器は、リム２
０幅が厚み「Ｓ」より厚く、これは予め型に設定した深
さによって決まる。リム２の表面は第２図のセル蓋３に
溶接すべき領域を示す。明かなように、容器と蓋との間
にリムの囲周にそつて、領域４．５において外部と接触
しないビードが形成される。

セル兼の厚みは、段部６における凹入空間に入るので、
組立てた蓄電池の形状に突出部が存在しない。セル容器
にセル蓋を溶接する確実さは第４図に示す方法によって
十分な程度に達成されるが、上記のように表面を増大さ
せて溶接することによって、さらに確実に溶接すること
ができる。第１図のセル容器をたとえば１７にそって切
断して、製品自身から高さの低い蓄電池を得るときに、
溶接された蓋および容器を示す。これは標準の高さに対
応する囲周凹部の１つそりて切断する。この場合は、二
重段部が存在しないので、セル容器の厚みの溶接面を使
用することが可能である。この溶接面は完全に封止する
丸めにそれ自身で十分である。これはビードを形成して
除去しないで、セル容器と蓋との間の接触面を増大させ
ることによっても可能である。第５図はセル容器の端部
の断面図である。囲周凹部８はセル容器の端部の近くに
補強ビードを形成するために設ける。

この補強によって、セル容器の頂部における変形を回避
することができる。この変形は吹込み成形中に生ずる張
力によるものであり、ｆ！Ａ−Ａにそって切断した後に
解放される。第６図は囲周凹部８を通して補強しないと
きに生ずるであろうところの上記効果を示す。さらに第
５図のｓｐは成形工程によって得られる種々な容器の最
小の可能な厚みを示す、これは一般に３．７５〜３闘で
ある。

吹込み法によれば、全体の寸法が成形方法の最小の厚み
ＳＰ内に止まるとしても、蓄電池の内部おト　：１：ｊ よび外部の全体の寸法が同゛−であシ、蓄電池の内部容
積がかなシ増大して、その電解液量が増大する。領域９
．１０は成形方法による空間と比べて増大した空間を示
す。周知のように全体の寸法に均衡させて電解液量を増
大させると、蓄電池の出力容量を増大させる利益をもた
らす。第７図は、第１図の囲周凹部１１．１２．１３お
よび１４によって補強していない、極めて高さの高い蓄
電池の、はぼ中程の高さにおける断面を示す。

上述のように、これらの補強を行なって、標準化された
寸法の高さに対応して、標準寸法のセル容器を所望の高
さに切断し、所望の場合には種々な容量の蓄電池を得る
ことができる。この囲周凹部は蓄電池の内部セルを挿入
して固定するときに案内として機能する。

第９図は蓄電池の凹形のセル蓋１５を示し、セル蓋はリ
ムから中央部にかけてほぼ均しく低くなっておシここに
は電極と、中央に電解液補給口およびガス抜きとを設け
である。セル蓋は第９図の電極のゾシェ１６．１７と、
電解液補給口１８の輪郭とに連結する形−“を有する。

第１２図の断面Ｃ−Ｃは、セル蓋が縦横の両方向におい
て凹入していることを示す。従ってこのように凹入した
表面は弾性を有し、正の極ま九は複数極の膨張によりて
生ずる圧力に耐えて、膨張の程度に応じである程度持上
がシ、平らになるかま九凸出することもできる。この技
術分野で周知なように、リードブシェ１６．１７は、高
温成形によって、セル蓋のプラスチック材に嵌入する。

次に、セル蓋はリムの全表面において、蓄電池のセル容
器に溶接して、完全に封止する。

予めゾシェ孔に挿入した電極は、セル容器に蓋を溶接し
友後に、プシェに溶接する。こうして蓄電池の蓋と電極
との間を剛性に固定するが、同時に上述のように、剛性
接続であるにも拘らず、セル蓋が電極の伸長に順応して
その変形を杵容するので、電極に嵌合し九ブシェと電極
との間に剛性結合を保持しながら、電極を伸長させるこ
とができる。

本発明のセル蓋に、特殊な断面を有する円形リングを、
第１０図の電解液補給口と同心に、成形法によって直接
形成する。このリングは液補給口よシも突出しておシ、
２つの機能を有する。第１に、電解液補給時に溢流した
液が漏れることを防ぐ壁として作用する、このような漏
れは特に重要であって、蓄電池の正極と負極との間に放
電路を生ずることがある。第２に、ガスケットの代わ夛
に、この変形可能な円形リングは、キャッゾを嵌めたと
きに完全に封止する。

第１０．１１図は、この目的を達成するためのリングの
形状を示す。第１０図において、円形リング１９は電解
液補給口１８の面よシ突出した断面を有する。この突出
部は電解液を補給するときに溢流を防止することができ
る。さらに、リング１９の厚みが薄いので、補給口１８
を閉止するキャッゾの圧力を受けて変形する。−ヤッグ
を嵌合させたとき円錐部分２１と同心になシ、必要なよ
うに完全に封止する。これによって、キャッｆＫガスケ
ットを設ける必要がないので、経済的な利点をさらに有
する。第１１図は液補給口１８の中心に向りて収斂する
リング２２を示し、第１０図のリングと同様な効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄電池セル容器に蓋を溶接し九全体を示す斜視
図であシ、 第２図は二重の厚みを有するセル容器基材と蓋との溶接
部の断面図であシ、 第３図は組立て前に成形によって形成したセル容器の口
部の端部の断面図であシ、 第４図は単純な厚みを有するセル容器基板と蓋との溶接
部の断面図であシ、 第５図はセル容器の長手方向の部分断面図であに形成し
た変形部分の断面図であり、 第７図は囲周凹部によって防止できる、かなりの高さを
有するセル容器の中央部の変形部分の断面図であシ、 第８図は変形可能なセル蓋の斜視図であシ、第９図は変
形可能なセル蓋の断面図であシ、第１０図、第１１図は
ガスケツ、トなしで蕪のキャップを気密封止できる口部
の構造を示す拡大部分図であり、 第１２図は変形可能な他のセル蓋の断面図である。 １・・・二重段部、２・・・セル容器のリム、３・・・
セル蓋、４，５・・・ビード、６・・・段部、７．８，
１０゜１２．１３．１４・・・囲周凹部、１５・・・セ
ル蓋のウェブ、１６．１７・・・電極のブシェ、１８・
・・電解液補給口、１９．２２・・・円形リム。 特許出願人 ストチェ口　オリンビオ ％杵出願代理人 弁理士　實　木　　　−朗 弁理士西舘和之 弁理士　寺　１）　　豊 弁理士　山　口　昭　之 手−続補正書　（方式） 昭和５８年４　月２Ｌ日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許顧　　第２２４７７１号２、発明の名
称 蓄電池セルの容器および蓋 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代理人 （外３　名） ５、補正命令の日付 昭和５８年３月２９日　（発送日） ６、補正の対象 （１１明細書 （２）図　面 ７、補正の内容 （１）明細書の浄書（内容に変更なし、）（２）図面の
浄書　（内容に変更な【、）８、添付書類の目録 （１１浄書明細書　　　　　　　　　　１ｉ！Ｂ（２）
浄書図面　　　　　　　　　　　１４飢。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蓄電池セル全部を入れる、吹込み法によって成形し
   た、蓄電池用のセル容器であって、セル容器の上端部に
   、セル蓋に嵌合する二重段部（１）を設け、その第１段
   部は基部に切込んで、セル蓋の内側にＩＷ接する表面を
   増大させ、Ｉｗ警材料をセル蓋の外側に流出させること
   なしにセル蓋の内側に溶接材料を過剰に供給してビード
   （４，５）を形成し、第２段部は、セル蓋のりムを東金
   させて第２段部の深さに止めて、セル蓋の外部がセル容
   器の最大の全体の寸法を垂直方向に制限せずＫ、標準的
   制限に止め、かつセル容器の一直壁に種々な高さの水平
   な囲周凹部を形成し、この凹部によりて標準寸法のセル
   容器製品を切断することができるとともに、セル容器の
   構造を補強してその変形を防止することができる形状に
   吹込み成形したことを特徴とする蓄電池セル８器。 １　セル容器を水平線にそって、かつ水平な一周凹部に
   そりて切断し、セル蓋の全体の寸法をセル容器の最大の
   全体の寸法の制限に止めるように減少させた溶接表面に
   ピニド表面を加えてセル蓋を溶接することができる、特
   許請求の範囲第１項記載のセル容器。 ３、セル容器の外郭りムの変形を防止するように、セル
   容器の上端部の近くに、セル容器自身の外側より凹入し
   た補強用の一周凹部（８）を設は九、特許請求の範囲第
   １項記載のセル容器。 ４、吹込み成形材料がグセピレン共重合体である、特許
   請求の範囲第１または第３項記載の七を容器。 ４　グセピレン共重合体を成形した蓄電池用のセル蓋で
   ありて、セル容器の外側より凹入しｆＩ−面を有するセ
   ル蓋のクエｆ（１５）がりムから中央領域に向かりて低
   くなるように形成され、クエ”ツ（１５）Ｏ中央領域に
   おいて、蓄電池の電極プシ為と、中央の電解液補給口（
   １８）とを設け、このプシーは、セルｉ１に一体成形さ
   れておシ、電ｍを剛性に溶接することができ、かつ電極
   の伸長に伴なってセル蓋を変形損傷することなく、電極
   をセル容器に気密に加熱封止することができる、蓄電池
   セル蓋。 ６、　　ｆロピレン共重合体を成形して、電解液補給口
   （１８）の周シに円形リム（１９）１ｋＷ＆け、これに
   よりて補給口のキャップにガスケットを使用することを
   解消した、哲軒請求の範四第５項記畝のセル蓋。 ７、ゲラステック材料を成形して、電解液補給口（１８
   ）の周夛に円形リム（２２）を設け、これによって補給
   口のキャップにガスケットを使用することを解消した、
   特許請求の範Ｗ！Ａ第５項記載のセル蓋。