KR101315186B1 - 밸브 제어식 납축전지에서의 배기구 어셈블리 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 밸브제어식 납축전지의 배기구 어셈블리는, 축전지의 커버에 장치되는 밸브몸체 하부에 탄지걸림턱이 형성되게 구성하고, 그 커버에 밸브몸체의 탄지걸림턱이 걸림되도록 턱고정부가 형성되게 구성하여서 축전지 사용중 내압상승에 따른 밸브 이탈이 방지되게 함으로써 AGM축전지와 같은 밸브제어식 납축전지의 밸브 조립시 생산성 향상이 가능케 해준다.

Description

밸브 제어식 납축전지에서의 배기구 어셈블리 및 그 조립방법{VENT ASSEMBLY IN VALVE REGULATED BATTERY AND FITTING METHOD THEREOF}

본 발명은 축전지에 관한 것으로, 특히 밸브 제어식 축전지에서의 배기 어셈블리 및 그 조립방법의 개량에 관한 것이다.

축전지는 크게 납축전지와 알칼리 축전지로 구분할 수 있으며, 그중 납축전지는 전기화학반응을 이용하는 축전지로서 가장 널리 사용되고 있다. 납축전지의 전해액으로는 비중이 약 1.28 정도인 묽은 황산용액을 사용하며, 그 속의 양극판이 과산화납으로, 음극판이 납으로 된 활물질을 사용한다. 이러한 납축전지는 자동차의 전기장치, 잠수함의 전력장치, 병원이나 하수처리설비에 비상전력장치 등으로 폭넓게 사용되고 있다.

요즈음의 납축전지 중에서는 축전지의 수명 연장과 충전효율 등이 뛰어난 AGM(Absorbent Glass Mat) 축전지가 있으며 이는 밸브제어식 납축전지(Valve Regulated Lead Acid Battery)의 일종이다.

AGM 축전지는 축전지 구성요소중 하나인 격리판(separator)에 유리섬유매트(Glass Mat) 세퍼레이터를 적용한 것으로서, 전해액을 유리섬유매트에 흡수시켜 전해액의 유동이 방지되도록 개선한 축전지이다. AGM 축전지는 유리섬유매트의 미세 기공을 통하여 충전시 내부 화학반응에 의해 양극판에서 발생되는 산소[O₂] 가스가 음극판으로 이동되어 음극판의 다공성 납[Pb]과 반응하여 PbO를 형성시키고, 이 PbO는 전해액[H₂SO₄]와 반응하여 황산납[PbSO₄]과 물[H₂O]를 형성시키므로 수소[H₂]가스의 발생을 억제하는 구조의 고수명 배터리이다.

이러한 AGM 축전지는 케이스를 덮고 있는 커버에 안전밸브를 적용하여 내부의 압력을 조절함으로써 케이스 내부의 가스 방출을 최소화로 억제시켜 전해액 손실을 최소화하는 것이므로 밸브제어식 납축전지(Valve Regulated Lead Acid Battery)로 분류되는 것이다.

이러한 AGM축전지를 포함한 밸브제어식(VRLA) 납축전지는 내부의 압력조절용으로 밸브와 같은 배기구 어셈블리(vent assembly)를 축전지의 커버에 나사식방식 또는 융착방식을 고정한다. 융착방식의 일예서는 커버에 설치되어진 튜브에 밸브를 조립한 후 판형 커버를 열융착이나 초음파 융착을 하며, 나사식방식의 일예에서는 밸브 어셈블리에 형성된 수나사부와 커버에 형성된 암나사부에 조립되는바 이때 과도한 회전 힘에 의한 파손을 방지하기 위하여 별도의 지그(jig)를 필요로 한다.

밸브제어식 납축전지의 밸브를 커버에 고정함에 있어 융착방식이나 나사식방식 모두는 별도의 지그를 필요로 하며 조립 공수가 많고 조립시 제품이 정지한 상태를 유지해야만 조립작업에 무리가 없다. 하지만 이러한 배기구 어셈블리를 고정시키는 방식은 공정상의 생산성 저하를 일으키는 주요 원인으로 작용하고 있기에 이에 대한 개선이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 AGM축전지와 같은 밸브제어식 납축전지의 밸브 조립시 생산성 향상이 가능케 하는 배기구 어셈블리를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 밸브가 요구되는 특성에 영향이 없으며 방폭기능까지 포함될 뿐 아니라 축전지 제조공정의 생산성 극대화를 도모하는 밸브구조의 배기구 어셈블리를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조립공정 및 설비의 단순화를 통한 설비 제작비 및 유지비용 절감을 도모하는 배기구 어셈블리의 조립방법을 제공함에 있다.

상기한 목적에 따라 본 발명은, 밸브제어식 납축전지의 배기구 어셈블리에 있어서, 축전지의 커버에 장치되는 밸브몸체 하부에 탄지걸림턱이 형성되게 구성하고, 상기 커버에 상기 밸브몸체의 탄지걸림턱이 걸림되도록 턱고정부가 형성되게 구성하여서 축전지 사용중 내압상승에 따른 밸브 이탈이 방지되게 함을 특징으로 한다.

상기 커버의 밸브삽입공과 밸브몸체 사이 틈새로의 축전지 케이스내의 전해액 및 가스 유출이 방지되도록 밸브몸체에 일체형성 수지돌부씰링과 고무오링이나 이중사출 고무씰링중 하나 이상이 형성되게 구성함을 특징으로 하며,

또 상기 밸브몸체내 배기통로의 공간부에 방폭필터가 내장되게 구성함을 특징으로 한다.

또 본 발명의 밸브제어식 납축전지의 배기구 어셈블리 조립방법에 있어서, 밸브몸체 하부에 탄지걸림턱이 형성된 밸브를 축전지 커버의 밸브삽입공에 얹어놓고 단계적 압박이 가능한 롤러타입 조립도구를 통과시켜서 밸브몸체의 탄지걸림턱이 커버에 형성된 턱고정부에 걸림 고정되게 함을 특징으로 한다.

본 발명은 내부 압력조절용 안전밸브를 포함하는 배기구 어셈블리가 압입방식으로 조립가능한 구조를 가지므로 조립공정 및 설비의 단순화를 통한 설비 제작비 및 유지비용의 절감을 도모할 수 있고 밸브가 요구하는 특성에 영향없이 제조공정의 생산성을 극대화시키는 장점이 있다. 또 밸브 자체가 방폭필터까지 내장하고 있기에 불꽃 침투방지를 위해 별도의 방폭필터를 커버나 밸브 부근에 설치할 필요가 없는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브제어식 납축전지 단면 구성도,
도 2는 도 1의 배기구 어셈블리를 구성하는 밸브의 사시 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 두가지 종류 밸브 단면 구성도,
도 5는 도 4에 도시된 밸브의 분해 단면도,
도 6은 본 발명의 밸브가 축전지의 커버에 압입 장착된 배기구 어셈블리의 요부 단면 구성도,
도 7은 본 발명의 밸브제어식 납축전지가 생산중 정지없이 밸브 조립됨을 보여주는 공정도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 밸브제어식 납축전지의 배기구 어셈블리를 구성함에 있어 기존의 나사식방식이나 융착방식과는 달리 걸림 고정방식을 채용함으로써 납축전지의 밸브 조립시 생산성 향상을 도모한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브제어식 납축전지의 단면 구성도로서, 축전지(2)의 커버(6)에는 밸브삽입공(8) 다수개를 일렬 또는 이렬로 배열 형성한다.

커버(6)는 축전지 케이스(4)와 융착으로 밀봉 결착되며, 커버(6)의 다수 밸브삽입공(8) 각각에는 본 발명에 따라 걸림식 밸브(10)가 탄지걸림턱(14)을 이용하여 삽입 고정된다. 밸브(10)가 탄지걸림턱(14)을 이용해서 커버(6)에 고정되도록 하기 위해 커버(6)의 밸브삽입공(8)의 저부에는 턱고정부(20)를 형성한다.

도 2는 도 1에 도시된 배기구 어셈블리를 구성하는 밸브(10)의 사시 구성도로서, (A)는 상면 사시도이고 (B)는 저면 사시도이다.

본 발명의 밸브(10)는 밸브몸체(12)의 하부에 탄지걸림턱(14)을 형성한다. 밸브몸체(12)의 탄지걸림턱(14)은 다수 절개선(13)을 이용하면 용이하게 형성될 수 있으며, 밸브(10)를 커버(6)의 밸브삽입공(8)에 압입함에 따라 밸브몸체(12)의 탄지걸림턱(14)이 커버(6)의 밸브삽입공(8) 저부에 턱고정부(20)에 걸림고정됨으로써 축전지(2) 사용중 내압상승에 따른 밸브 이탈이 없게 된다.

밸브(10)가 탄지걸림턱(14)으로만 구성되면 커버(6)의 밸브삽입공(8)과 밸브몸체(12) 사이 틈새로 축전지 케이스(4)에 보유된 전해액이나 가스 유출이 뜻하지 않게 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 이를 방지하기 위한 추가 구성으로서 도 2에 도시된 바와 같이 밸브몸체(12)에 몸체와 일체형성된 수지돌부씰링(16) 다수와 고무오링이나 이중사출 고무씰링(18)을 동시에 또는 선택적으로 성형 형성한다.

도 2의 일 예에는 이중사출 고무씰링(18)의 밸브몸체(12)의 상측머리부와 중간부에 형성되고, 중간부 이중사출 고무씰링(18)과 하단 탄지걸림턱(14) 사이에는 다수의 일체형성된 수지돌부씰링(16)이 형성된 구조를 보여주고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 탄지걸림턱(14)을 갖는 밸브(10)는 도 4와 같이 방폭필터(24)가 내장된 구조와 도 3에 도시된 바와 같이 방폭필터(24) 없는 구조가 함께 이용된다. 방폭필터(24)는 수지재질 다공성 디스크로서 불꽃이 케이스(4)내 셀(cell)로 유입되는 것을 방지하기 위한 필터이다.

본 발명에 따른 탄지걸림턱(14)을 갖는 밸브(10)는 도 5에 도시된 분해단면도에서와 같이, 밸브몸체(12)의 심실과 연통된 배기공(22)이 그 상측에 형성되며 상기 심실과 배기공(22)이 밸브몸체(12)내 배기통로를 마련한다. 도 4와 같이 방폭필터(24)가 있는 경우에는 방폭필터(24)가 밸브몸체(12)의 심실에 끼워지고 탄지슬리브를 갖는 개폐변(30)과 수납관(32)이 차례로 끼움장착되어서 밸브(10)를 구성한다.

도 3과 같이 방폭필터(24)가 없는 경우에는 밸브몸체(12)의 심실에 탄지슬리브를 갖는 개폐변(30)이 바로 끼워지고 수납관(32)을 그다음으로 끼워서 밸브(10)를 구성한다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 배기구 어셈블리는 힘조정이 요구되는 정밀설비의 필요없이 작업자가 밸브(10)를 누를 수 있는 단순한 장비나 고무망치만 있어도 수동 조립이 가능하다.

더욱이 생산중 제품의 정지없이 조립작업도 가능한데, 이 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 단계적 압박이 가능한 롤러타입 조립도구(40)를 이용하는 것이다.

도 7을 참조하면, 롤러타입 조립도구(40)는 수평형 축대(48)에 직경이 점차 커지는 제1,제2,제3 롤러(42)(44)(46)가 축설치된 구조이다.

롤러타입 조립도구(40)를 이용한 조립방법은, 밸브몸체(12) 하부에 탄지걸림턱(14)이 형성된 밸브(10)를 축전지 커버(6)의 밸브삽입공(8)에 얹어놓고 단계적 압박이 가능한 롤러타입 조립도구(40)의 제1,제2,제3 롤러(42)(44)(46)를 차례로 통과시킴으로써 배열된 다수 밸브(10)가 점차 눌려지게 되며 최종적으로는 밸브몸체(12)의 탄지걸림턱(14)이 커버(6)의 턱고정부(20)에 걸림 고정되는 것이다.

이러한 롤러타입 조립도구(40)를 적용하면 생산 중 제품의 정지 없이 생산이 가능해져 축전지의 생산수율이 높게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

(2)-- 축전지 (4)-- 케이스
(6)-- 커버 (8)-- 밸브삽입공
(10)-- 밸브 (12)-- 밸브몸체
(14)-- 탄지걸림턱 (16)-- 수지돌부씰링
(18)-- 이중사출 고무씰링 (22)-- 배기공
(24)-- 방폭필터 (30)-- 개폐변
(32)-- 수납관 (40)-- 롤러타입 조립도구
(42)(44)(46)-- 제1,제2,제3 롤러
(48)-- 축대

Claims (4)

1. 밸브제어식 납축전지의 배기구 어셈블리에 있어서,
   축전지의 커버에 장치되는 밸브몸체 하부에 탄지걸림턱이 형성되게 구성하고, 상기 커버에 상기 밸브몸체의 탄지걸림턱이 걸림되도록 턱고정부가 형성되게 구성하여 축전지 사용중 내압상승에 따른 밸브 이탈이 방지되게 하되, 상기 커버의 밸브삽입공과 밸브몸체 사이 틈새로의 축전지 케이스내의 전해액 및 가스 유출이 방지되도록 밸브몸체에 일체형성 수지돌부씰링과 고무오링이나 이중사출 고무씰링중 하나 이상이 형성되게 구성함을 특징으로 하는 밸브 제어식 납축전지에서의 배기구 어셈블리.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 밸브몸체내 배기통로의 공간부에 방폭필터가 내장되게 구성함을 특징으로 하는 밸브 제어식 납축전지에서의 배기구 어셈블리.
   
4. 밸브제어식 납축전지의 배기구 어셈블리 조립방법에 있어서,
   밸브몸체 하부에 탄지걸림턱이 형성된 밸브를 축전지 커버의 밸브삽입공에 얹어놓고 단계적 압박이 가능한 롤러타입 조립도구를 통과시켜서 밸브몸체의 탄지걸림턱이 커버에 형성된 턱고정부에 걸림 고정되게 함을 특징으로 하는 밸브제어식 납축전지의 배기구 어셈블리 조립방법.

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