JPS606997Y2 - 蓄電池用弁付止栓 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は特に蓄電池用に適した安全弁付止栓に関するも
のである。

蓄電池に於ては充電の終了時及び過充電を行った場合、
通常水の分解により水素と酸素の混合ガスが発生腰この
混合ガスは大気中に逃出せしめねばならない。

一方、瞬間的に、あるいは長期間に亘って、例えば輸送
中電解液が逃出しないで傾斜あるいは上下逆にすること
ができる蓄電池を提供することは有益なことである。

その解決法の１つは、蓄電池の内部圧力が予め定められ
た量だけ大気圧より大きい場合に限って、標準のプラグ
式止栓のかわりに安全弁を使用することにより、蓄電池
内部を大気と連通させることにある。

かかる解決法の附加的利点は、蓄電池を圧力下に保つの
で、通常の使用時に於てその電解液の損失を著しく小に
することができ、かくすることにより電解液の液レベル
の観察及び液レベルの復帰操作を分離して行える。

エンジンボンネットの下に多く位置し且つ従って温度変
化がかなりはげしい自動車用蓄電池の場合、他の自動車
附属品と同じように、その維持操作ができるだけ少ない
ことが特に望まれる。

上記問題点の主なる困難点の１つは、プラグ式止栓が通
常蓄電池の正端子と負端子の間に位置せしめられ且つ高
さ方向に於ての許容スペースが小さいことから、極めて
嵩の小さい弁を現実化せねばならないことにある。

第２の困難点は、予め定められた最高圧より低い蓄電池
内部圧力値に於て確実に弁が開き且つ予め定められた最
低圧力より高い圧力に於て完全液密に再び弁が閉じられ
なければならないことにある。

事実、蓄電池函の機械的抵抗強度が低いこと、蓄電池函
の壁を貫通する両端子の液密通路の問題を厄介なものに
したくないこと、及び同時に蓄電池内温度及び大気圧の
変動があることを考慮して、上述した最高及び最低圧力
に対して考慮が払われねばならない。

いかなる瞬間、いかなる場所に於ても、弁は大気圧より
例えば５００ミリバール高い最高圧力Ｐに於て開かれ、
大気圧より例えば４００ミリバール高い最低圧力０．８
Ｐに於て閉ざされねばならない。

第３の困難点は、弁は広範囲の温度例えば−４０℃から
＋７０°Ｃの範囲で正確に作動されねばならぬことであ
る。

液密密閉の保証をともなう上記の精度の弁は、その運動
部分がスプリングによって均衡のとれた可動区域により
構成され、弁の有効表面積が少なくとも液密羽打弁（以
下クラック弁という）の表面積より１０倍大きい場合に
のみ実現化され得る。

事実、弁は長期間閉じられたままであり得ることが必要
であり、従ってクラック弁は弁座に密着するチャンスが
多く、且つ可動区域は従って最大開口圧力に到達する前
にクラック弁の密着を排除するのに充分な力を発揮する
ことが可能であらねばならない。

最後に、コスト低減は常に要望され、このことがさらに
困難さを増す。

ある種の求められる作用条件を充たした弁は“安全弁の
改良“なる名称で１９４ＣＲ，４月２８日出願の色囲特
許第９８９７７４号及び“排出弁゛なる名称で１９６４
４月１４日出願の色囲特許第１４００４８３号に記載、
開示されている。

上記他国特許に開示の弁は、ねじ山の付いた嵌め輪を具
備し且つ環状弁座を備えた室を有する本体からなり、そ
の内部は大気に連通ずる導管と連結し、その外部はその
上に弁体が螺着さるべき隔室の内部に連通されるために
上記の嵌め輪唱に開口している導管と連結腰一方りラッ
ク弁は、作用面積が該クラック弁の作用面積より大幅に
大であり且つ本体中でその円周により保持される可撓性
隔膜と相撲って、復帰スプリングの作用のもとて本体上
に固定された被蓋中に滑動載置された隔膜案内によって
、上記弁座に対して押圧される。

然し、かかる弁は加工精度が高い比較的多数の部分から
なり、その組立及び調整にかなりの作業時間を必要とし
、従って蓄電池用止栓として使用するにはきわめてコス
ト高のものとなってしまつ。

この種の弁、とくに蓄電池用に適した他の弁は、１９６
奔７月２２日出願の色囲特許第１４５１５３０号に記載
されている。

この弁はすべて塑造プラスチックス材料製の少数の構成
部品からのみなるが、かかる部品は螺合により相互に結
合されねばならず、弁を設ける間に隔膜クラック弁の゛
撚れ°゛のおそれがあるので、その組立に比較的時間が
かかり且つその組立作業がデリケートである。

本考案は上記の如き種々の欠点を排除したものであり、
組立が迅速であり、従ってきわめて経済的であり、構成
部材の組立時調整の必要がないにも拘らず、弁の開閉時
にその精度の低下のない、特に蓄電池用弁材止栓の実現
化を可能にするものである。

本考案は、蓄電池内部が大気圧より高い特定圧力を超え
た状態に於てのみ大気と連通ずるようになされた蓄電池
用弁材止栓に関するものである。

この止栓は液密に、且つ着脱可能に蓄電池開口上に嵌合
される部分を包含し、且つ大気と連通ずるが弁座の表面
積より少なくともｍ倍の表面積を有するクラック弁隔膜
の中心面積により通常密閉されるクラック弁座を包含す
る本体よりなり；該隔膜は、その表面の一方上に及ぼす
大気圧及び上述の特定圧力の函数と関連する弾性的手段
によって、弁座の密閉方向に於て作用せしめられる。

隔膜は、蓄電池中の圧力によって弁座の開口方向に於て
作用せしめられ、該隔膜の反対表面上で作用する。

止栓は又、上記の弾性的手段の保持の固定点を構成して
いる被蓋からなり、該被蓋及び該本体はラチェット手段
により協動する連動手段を包含し、従って隔膜の円周端
縁は、被蓋と本体が共に作用する時その両者間に於て液
密方式でクランプされる。

本考案の好ましい実施態様によれば、本体及び被蓋の少
なくとも一方が弾性変形部を有し、該変形部は隔膜円周
縁を保持しながら相互に部材間を密着させるため他の対
応する部分と契合している。

上記ラチェット手段により、試験の必要のない、実用上
満足でき、信頼性のある結果を生ずる簡単で、効率的且
つ安価な組立が可能となる。

本考案は以下の詳述により且つ限定されない添附図面の
説明によりさらに充分に理解されるであろう。

止栓は、本体１からなり、その底部３は蓄電池のセルの
カバー５上に設けられた開口に液密状に嵌合されている
。

底部３は、例えば、上記カバー５の酸ネジが切られた開
口中に螺合されるネジ山７を有することができ、また上
記カバー５の開口中に緊密に嵌合する二重円錐状スリー
ブの形をとることもできる。

弾性を有するバッキング９は液密性を確保するものであ
る。

本体１の中間部分には、ＸＸ回転軸上に中心が位置する
弁座１１を有するボス２があり、この弁座１１は本体の
全直径にオ）たって設けられた放射状導管１５中に開口
している軸方向導管１３によって大気と連通ずる。

導管１５はバッキング９の上方で大気に開口している。

弁座１１は通常クラック弁隔膜１７の中心部位で密閉さ
れており、隔膜面積は弁座１１の作用部分よりはるかに
大きい（例えば１０乃至比倍大）。

隔膜１７は蓄電池内部の有効な圧力によって弁座１１の
上方に押し上げられる傾向にあり、上記圧力は、本体１
の中間部分に設けられ且つ軸方向導管１３を含む一つの
軸方向平面から離れて位置する１個乃至複数個の平面に
設けられた１個乃至複数個の導管２１を介して蓄電池内
と通じている環状室１９に到達する。

本体１の上方部分には、後述するようにラチェット手段
によりかみあう環状突出部２４が包含されている。

本考案による止栓はまた被蓋２５を有し、その被蓋の一
方は螺旋状スプリング２７の如き弾性的手段の固定保持
点の役目をなし、他方端部は中間に存在する隔膜の支持
板２９を介して弁座１１上に隔膜１７を押圧するように
なされている。

被蓋２５には１個乃至複数個の通気用開口３０が設けら
れ、それによって隔膜１７はスプリング２７のみならず
大気圧の作用により弁座１１上に位置せしめられる。

被蓋２５の自由円周端縁３１は、被蓋２５と本体１が一
緒に保持されるようにラチェット手段により本体１の環
状突出部２４と協働し得るような形をなしており、一方
上記被蓋の円周端縁３１と環状突出部２４との間で隔膜
１７の円周端縁が密圧維持される。

環状突出部２４はノツチ３５により分断されている一連
の歯状部材３３（第３図）によって構成され、該歯状部
材３３の内部形状は切頭円錐状である。

之に対応して、少なくとも環状突出部２４と協働するこ
とを要する部分に於ける被蓋２５の外部形状は同様に切
頭円錐状である。

本体１は、被蓋２５が環状突出部２４間に導入されると
き該環状突出部の歯状部材３３が弾性的に変形され得る
ように、プラスチック材料、例けば充分な可撓性を有す
るＰｖＣからつくられる。

切頭円錐形状の斜に切られた端縁部３７．３９は一方が
他方に容易に導入されるようになされている。

従って、本考案の止栓を組立てるとき、隔膜１７は弁座
１１上に配置され、その外周端縁部は本体１の環状クラ
ンプ面２３上に配座する。

被蓋２５は本体１内に挿入され、被蓋２５の斜めｌこ切
られた端縁部３９が本体１の環状突出部２４の斜めに切
られた端縁部３７を押圧して螺旋状スプリング２７が本
体１と被蓋２５との間に挿入される。

環状突出部２４は弾性的に変形するので、押圧して被蓋
２５の円周端縁３１を環状突出部２４と本体１の主要部
との間の空間内に挿入させ、一方、環状突出部２４はそ
の弾力により反撥して被蓋２５の円周端縁３１と一体化
する。

本考案による弁は単一操作で迅速に組立てられる少数の
極めて安価な塑造部材からなることに注目すべきである
。

望む開口圧を得るためには、螺旋状スプリングの特性を
決定すればよい。

かくして、同一の止栓が例えば圧力０．２．０．５及び
１．０バール用に選ばれた３個のスプリングのいずれに
も適合され、スプリングの前圧縮は止栓を載置したとき
、常に同一であり、何らの調整を要しない。

同様に、組立が軸方向に於て有効になされているので、
隔膜は常に同一の把持され、載置中に於て回転作用を受
ける機会がない。

さらに、極めて直径の小さい止栓が実現化され、且つと
くに弁のない標準型蓄電池止栓の高さを超えない高さの
ものとすることが可能である。

特に、蓄電池は温度及び大気圧の大きな変化の下に置か
れるので、被蓋には少なくとも１個の小さい通気口３０
を設けることが必要である。

螺旋状スプリングが金属の場合、鉛蓄電池用に止栓が使
用されるとき被蓋中に導びかれる酸性ガスにスプリング
から抵抗できるように了め注意することが必要である。

かかる場合には、スプリングを装置するときグリースで
被覆するか、あるいは第５図に示すように可撓性の高い
弾性材料からなるベロー４１を被蓋２５の基体中に配置
することができ、ベロー４１は通気用開口３０をおおっ
ている。

螺旋状スプリング２７を有する被蓋２５の内部容積は、
かくしてベロー４１の変形性により恒常的に大気圧であ
る外部とのいかなる連通からも保護される。

さらに、ベロー４１の所定位置への固定により螺旋状ス
プリング２７の最上部回転で液密か簡単にもたらされる
。

第６及び７図に示される他の変形に於ては、螺旋状スプ
リングは塑造又は型抜きにより形成された十字形状のプ
ラスチックスプリング４３に置き換えられている。

板体の腕の端部は被蓋２５の内部に設けられた突出部４
５に位置され、一方板体の中心部は隔膜１７の板体２９
′の頂部４７に位置される。

勿論、温度の変化にも拘らずその弾性を保持し得る品質
のプラスチックスを選定する必要があるが、この改良形
によれば、止栓の高さをさらに減少させることができ、
酸性ガスによる腐食に対し注意をはらう必要もない。

止栓の高さの減少は、勿論、金属板状スプリングに於て
も可能である。

負荷中の蓄電池の泡立ちにより発散する電解液の小滴が
導管２１に直接達することを避けるため、４９で示す如
き逆止板を設けることができる（第４図）。

本考案による弁に於て、弁座の作用部分に対し隔膜の表
面積が大きく、したがって充分な操作が行なわれ、載置
が簡単であり、載置に注意をはらったり、あるいは載置
のためのテストを行わずに恒常的に特性を維持し得る。

例示として、外面寸法が直径２知、蓄電池のカバー上の
高さが１２ｒＩｒＩｎであり、弁座の作用部分が３．５
ｒｄｔ、実面積１５５ｒｒｒＡの隔膜を有する一連の止
栓用弁を試験した。

スプリングの開口圧は１２００ミリバールと基準化した
。

一連ｗ個の止栓に対し、開口圧は１１７５乃至１３００
ミリバールの間、閉鎖圧は１０５０乃至１１５０ミリバ
ールの間であった。

勿論、本考案による弁材止栓が蓄電池用として特別に適
するように作られていても、他への利用例えば大容量の
コンテナーの圧力制御等にも使用される。

【図面の簡単な説明】

添附図面中、第１図は弁の軸方向断面図、第２図は第１
図に於ける■−■線にそう断面図、第３図は弁本体の平
面図、第４図は弁本体の軸方向断面図、第５及び６図は
他の２実施態様の弁の部分断面図、第７図は第６図の弁
スプリングの平面図である。 尚、図示された主要部と符号の対応関係は以下の通りで
ある。 １・・・・・・本体、２・・・・・・ボス、３・・・・
・・底部、５・・・・・・カバー、７・・・・・・ねじ
山、９・・・・・・バッキング、１１・・・・・・弁座
、１３・・・・・・軸方向導管、１５・・・・・・放射
状導管、１７・・・・・・隔膜、１９・・・・・・環状
室、２１・・曲溝管、２３・・・・・・環状クランプ面
、２４・・・・・・環状突出部、２７・・・・・・螺旋
状スプリング、２９・・・・・・支持板、３０・・・・
・・通気用開口、３１・・・・・・円周端縁、３３・・
・・・・歯状部材、３５・・・・・・ノツチ、４１・曲
・ベロー、４３・・・・・・板スプリング、４５・・・
・・・突出部、４９・・・・・・逆止板。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 通常水平方向の壁部と、該壁部から上方に伸
   びた内部環状クランプ面が設けられた第１環状フランジ
   部と、上記壁部から下方に伸びて電池のセルの蓋に装着
   するように形成された第２環状フランジ部と、上記水平
   方向の壁部の上面に形成された中心ボスと、該ボスの中
   心に配置された軸方向導管と、該導管の周囲の上記ボス
   上にある環状の弁座とからなる本体と；円形状頂壁部と
   、上記本体の上記クランプ面と対向する環状クランプ端
   面がある上記頂壁部から垂下するフランジ部とからなる
   本体と結合する通気用開口を有する被蓋と；弁を形成し
   、周辺が本体と被蓋との上記クランプ面間でクランプさ
   れる、通常上記弁座と配座接触して本体の水平方向壁面
   と上記第１環状フランジ部とにより上記ボス周囲に環状
   室を形成する可撓性の隔膜と：上記本体の上記壁部内に
   形成されて上記環状室と上記本体の第２環状フランジ部
   の内部とを連通させる少なくとも１個の導管と；上記隔
   膜の支持板と上記被蓋の頂壁部との間に配置されて上記
   弁座に対して隔膜を変形しやすいように保持すると同時
   に電池内部のガスが所定値よりも高圧であるときのみ上
   記軸方向導管からガスを放出させる螺旋状スプリングと
   からなる、蓄電池セルカバー中に開口する充填物閉鎖用
   蓄電池用弁材止栓であって、本体１の第１環状フランジ
   部が、本体１のクランプ面２３から縦方向に間隔をおい
   て存在する円錐形の内面部を有する弾性歯部３３の環状
   突出部２４にその端部を有し、被Ｍ２５の環状隆起部が
   被蓋２５の垂下するフランジ部の２個の下方円錐形外表
   部で形成され、上記環状隆起部が、軸方向に於て弾性歯
   部３３の環状突出部２４と係合し、放射方向に於て上記
   第１環状フランジ部の上記弾性歯部３３を曲げ、隔膜１
   ７と弾性歯部３３の環状突出部２４との間にある環状空
   間部内に受承され、そこで放射方向に変形された各歯部
   の円錐形内表部が、上記環状隆起部の傾斜した上表面部
   分に於て、被蓋に作用する圧力を及ぼすのに役立ち且つ
   歯部の弾力により上記圧力で通常の隔膜保持位置に維持
   することを特徴とする蓄電池用弁材止栓。
2. （２）被蓋がベロー４１状の変形した袋を有し、その内
   容積が大気と通じていることを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲（１）記載の止栓。
3. （３） 螺旋状スプリングが板ばねであることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲（１）記載の止栓。
4. （４）板ばねの形状が十字形であることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲（３）記載の止栓。
5. （５）板ばねがプラスチック材からなることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲（３）又は（４）記載の止栓
   。