WO2021054163A1 - 鉛蓄電池用液口栓および鉛蓄電池 - Google Patents

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WO2021054163A1
WO2021054163A1 PCT/JP2020/033730 JP2020033730W WO2021054163A1 WO 2021054163 A1 WO2021054163 A1 WO 2021054163A1 JP 2020033730 W JP2020033730 W JP 2020033730W WO 2021054163 A1 WO2021054163 A1 WO 2021054163A1
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tubular portion
liquid
splash
storage battery
tubular
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PCT/JP2020/033730
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Inventor
達也 森井
信典 大木
小島 優
Original Assignee
株式会社Gsユアサ
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Publication date
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    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/308Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
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    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators

Definitions

  • the present invention relates to a liquid spout for a lead storage battery and a lead storage battery.
  • Lead-acid batteries are used for various purposes such as in-vehicle use and industrial use.
  • the lead-acid battery includes a group of electrode plates in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately laminated via a separator. Further, in the lead-acid battery, the electrode plates are immersed in an electrolytic solution held in the battery case, and the opening of the battery case is sealed by a lid.
  • Some such lead-acid batteries are provided with a liquid port plug on the lid for replenishing the electrolytic solution.
  • the liquid spout is provided with a tubular body having an open lower end and a head that seals the upper end of the tubular body.
  • some liquid port plugs are formed with through holes for connecting to an exhaust path communicating with an exhaust hole provided in the lid. The through holes, the exhaust passage, and the exhaust holes have a function of discharging oxygen gas and hydrogen gas generated in the electrode plate in the battery case to the outside of the lead storage battery when the lead storage battery is charged.
  • liquid reduction a phenomenon in which the water content in the electrolytic solution decreases (hereinafter referred to as "liquid reduction") may occur.
  • the following can be considered as the cause of the occurrence of this liquid reduction.
  • Patent Document 1 discloses a lead-acid battery having an exhaust plug attached to a liquid port provided on the exterior of the lead-acid battery and having a sheet covering the exhaust port of the exhaust plug.
  • an object of the present invention is to provide a liquid spout for a lead storage battery and a lead storage battery capable of suppressing liquid reduction.
  • the lead storage battery liquid spout includes a head, a tubular portion extending from the head, and a filter provided inside the tubular portion.
  • a liquid port plug for a storage battery the tubular portion having a through hole for communicating the inside and the outside of the tubular portion, and the through hole has an opening on the inner peripheral surface of the tubular portion.
  • the filter is provided so as to close the opening of the through hole.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, showing the internal structure of the liquid spout plug 18. It is a figure which shows the state which the liquid mouth plug 18 shown in FIG. 2 is attached to the lid 15. It is a figure which shows the liquid mouth plug 181 which concerns on the modification of this invention, (a) is a front view, (b) is a rear view.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a lead storage battery 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the lead-acid battery 100 accommodates a plurality of electrode plates (not shown), an electrolytic solution (not shown), the electrode plates and the electrolytic solution, and is an electric tank 12 having an upper opening. And a lid 15 for sealing the opening of the battery case 12.
  • the battery case 12 is a substantially rectangular parallelepiped container having an opening on the upper surface, and is formed of, for example, a synthetic resin.
  • the battery case 12 has a partition wall.
  • the inside of the battery case is partitioned by a partition wall into a plurality of cell chambers arranged in a predetermined direction.
  • a group of plates is arranged in each of the plurality of cell chambers.
  • the opening of the battery case 12 is sealed with a lid 15 having a shape corresponding to the opening. More specifically, the peripheral edge portion of the lower surface of the lid 15 and the peripheral edge portion of the opening of the electric tank 12 are joined by, for example, heat welding.
  • the lid 15 includes a base 19 and a trapezoidal portion 20 projecting from the base 19.
  • a negative electrode terminal 16 and a positive electrode terminal 17 are provided at the base of the lid 15.
  • the trapezoidal portion 20 of the lid 15 includes a first protruding portion 21 projecting between the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 16, and a second protruding portion 22 extending parallel to the arrangement direction of the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 16. To be equipped.
  • the trapezoidal portion 20 includes a handle 23 for the user of the lead-acid battery 100 to grip the lead-acid battery 100.
  • the second protruding portion 22 is provided with a water replenishment port 25 (see FIG. 7) at a position corresponding to each cell chamber, and the lid 15 is provided with a liquid spout plug 18 for sealing the water replenishment port 25.
  • the lid 15 includes six liquid spout plugs. When rehydrating the lead-acid battery 100, the liquid spout 18 is removed and the rehydration liquid is replenished.
  • the second protruding portion 22 of the lid 15 is provided with an exhaust hole 24 on the side surface.
  • the exhaust hole 24 is connected to an exhaust passage (not shown) provided in the lid 15 and discharges the gas generated in each cell chamber to the outside.
  • the exhaust hole 24 is provided at the end in the arrangement direction in which the liquid port plugs 18 are arranged when the lid 15 is viewed from above. In other words, the exhaust hole 24 is provided so that the liquid port plug 18 and the exhaust hole 24 are aligned with each other.
  • FIG. 2 is a perspective view of the liquid spout 18 according to the embodiment of the present invention. Also. FIG. 3 is a front view of the liquid port plug 18, and FIG. 4 is a rear view of the liquid port plug 18. Further, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, showing the internal structure of the liquid spout plug 18.
  • the liquid spout 18 includes a main body 31, a packing 32, a splash proof body 33, and a filter 34.
  • the main body 31 of the liquid spout 18 includes a circular plate-shaped head 35 and a substantially cylindrical tubular portion 36 extending from the head 35.
  • a tool hole 41 is formed in the head portion 35 of the liquid spout plug 18.
  • a threaded portion 42 having spiral threads is formed on the outer periphery of the tubular portion 36.
  • the liquid spout 18 is fixed to the water replenishment port 25 provided on the lid 15 by screwing the thread portion 42.
  • the liquid port plug 18 can be attached and detached by inserting a coin, a screwdriver, or the like having a shape corresponding to the tool hole 41 into the tool hole 41 and rotating the liquid port plug 18.
  • the tubular portion 36 includes a tubular portion 40, a threaded portion 42, a regulating portion 44, and a flange portion 46.
  • the end portion on the head 35 side is referred to as the first end portion 50
  • the end portion on the side opposite to the first end portion 50 is referred to as the second end portion 51. That is, the tubular portion 36 is connected to the head portion 35 at the first end portion 50 and is integrated. Further, the head 35 seals the first end portion 50 of the tubular portion 36.
  • the tubular portion 40 of the tubular portion 36 is a tubular member having a hollow inside with an open end on the side opposite to the head 35. The tubular portion 36 holds the filter 34 and the splash-proof body 33 inside the tubular portion 40.
  • the tubular portion 40 includes a through hole 43 and a slit 45.
  • the central axis of the tubular portion 36 is referred to as the central axis L, and the direction parallel to the central axis L is referred to as “axial direction of the tubular portion 36”.
  • the direction from the second end portion 51 to the first end portion 50 is the upward direction
  • the direction from the first end portion 50 to the second end portion 51 is the downward direction.
  • the regulation part 44 is a ring-shaped member with a part cut off, and projects outward from the cylinder part 40.
  • the packing 32 is a ring-shaped member made of, for example, synthetic rubber. The packing 32 ensures the sealing property between the lid 15 and the liquid port plug 18 when the liquid port plug 18 is attached to the water replenishment port 25.
  • the packing 32 is fitted between the head 35 and the regulating portion 44.
  • the packing 32 is provided so that the outer diameter is smaller than that of the head 35 and larger than that of the regulating portion 44, and is held at a predetermined position by the regulating portion 44 and the head 35.
  • the through hole 43 includes an opening formed on the inner peripheral surface of the tubular portion 36 and an opening formed on the outer peripheral surface of the tubular portion 36, and is formed on the inner peripheral surface of the tubular portion 36. It is provided so as to connect the opening and the opening formed on the outer peripheral surface of the tubular portion 36. Therefore, the through hole 43 communicates the inside and the outside of the tubular portion 40 (cylindrical portion 36). Further, the through hole 43 may be provided so as to extend so as to extend in the radial direction of the tubular portion 36. The through hole 43 is connected to an exhaust passage (not shown) provided in the lid 15.
  • the gas generated in each cell chamber of the lead-acid battery 100 escapes from the inside of the tubular portion 40 to the exhaust passage through the through hole 43, and is discharged to the outside from the exhaust hole 24.
  • the through holes 43 are provided at two positions facing each other with the central axis L of the tubular portion 36 interposed therebetween.
  • the slit 45 is provided so as to extend from the second end portion 51 of the tubular portion 36 toward the first end portion 50 side.
  • the slits 45 are provided at two positions facing each other with the central axis L of the tubular portion 36 interposed therebetween. Further, the width of the slit 45 is substantially uniform over the entire length in the vertical direction. Since the liquid spout 18 is provided with the slit 45, even when the liquid level of the electrolytic solution rises beyond the second end portion which is the lowermost portion of the tubular portion 36, the liquid level is passed through the slit 45. Since the gas escapes to the through hole 43 and the exhaust passage, the overflow can be suppressed.
  • the through hole 43 and the slit 45 are formed at the same position in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the tubular portion 36. Further, in the slit 45, the end portion on the first end portion 50 side is referred to as the end portion 45a.
  • the through hole 43 and the slit 45 indicate a liquid spout plug 18 formed at the same position in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the tubular portion 36.
  • the positional relationship between the through hole 43 and the slit 45 is not limited to this. That is, the through hole 43 and the slit 45 may be formed at different positions in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the tubular portion 36.
  • the screw thread portion 42 is a spiral thread that is provided on the outer peripheral surface of the tubular portion 40 and projects outward from the tubular portion 40. Further, the end portion of the thread portion 42 on the second end portion 51 side is referred to as the start end portion 42a. Further, the end portion of the thread portion 42 on the first end portion 50 side is designated as the end portion 42b. In other words, the start end portion 42a and the end end portion 42b form a spiral from the second end portion 51 side to the first end portion 50 side, and the start end portion and the end end portion 42 of the screw thread portion 42 provided on the outer circumference of the tubular portion 40. It is the end.
  • the slit 45 and the threaded portion 42 are provided in the overlapping region of the outer peripheral surface of the tubular portion 40. That is, the thread portion 42 is provided with threads discontinuously.
  • the collar portion 46 is provided on the outer peripheral surface of the tubular portion 36.
  • the flange portion 46 projects from the tubular portion 36 to the outside in the circumferential direction of the tubular portion 36. In the direction of the central axis L of the tubular portion 36, the tubular portion 36 is provided on the first end portion 50 side of the threaded portion 42.
  • the flange portion 46 includes a ring portion 46a and a flange portion 46b.
  • the ring portion 46a is a ring-shaped member that projects outward from the tubular portion 36 in the circumferential direction.
  • the ring portion 46a is provided so that the amount of protrusion from the outer peripheral surface of the tubular portion 36 (distance from the outer peripheral surface of the tubular portion 36) is substantially the same as the amount of protrusion of the top of the threaded portion 42. ..
  • the flange portion 46b is a ring-shaped member that projects from the ring portion 46a further outward in the radial direction of the tubular portion 36. Therefore, the amount of protrusion of the flange portion 46 from the outer peripheral surface of the tubular portion 36 is larger than the amount of protrusion of the thread portion 42.
  • the filter 34 is a sintered body of ceramics such as alumina or a sintered body of resin particles such as polypropylene, and is a porous body.
  • the filter 34 is an explosion-proof filter, and prevents sparks and the like generated from the outside from entering the inside of the battery case 12. As shown in FIGS. 3 to 5, the filter 34 is held inside the tubular portion 40 of the tubular portion 36.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which the liquid spout 18 is attached to the refill port 25 of the lid 15.
  • the liquid port plug 18 is attached to the water replenishment port 25 of the lid 15 by screwing the threaded portion 25a provided on the water replenishment port 25 and the threaded portion 42a of the liquid port plug 18. Be done.
  • the filter 34 is arranged at a position where the through hole 43 is provided in the axial direction of the tubular portion 36. Further, the filter 34 is provided to close the opening of the through hole 43. That is, the filter 34 is provided so as to abut the opening on the inner peripheral surface side of the tubular portion 36 in the through hole 43 that communicates the inside and the outside of the tubular portion 36.
  • the splash-proof body 33 is held inside the tubular portion of the tubular portion 36.
  • the splash-proof body 33 is integrally formed of, for example, a resin.
  • the splash-proof body 33 includes a bottom portion 60, a support column 61, a first splash-proof plate 62, a second splash-proof plate 63, a third splash-proof plate 64, and a fourth splash-proof plate. It includes a plate 65 and a fifth splash-proof body 66. Since the splash-proof body 33 has the first splash-proof plate 62 to the fifth splash-proof plate 66, the gas exhaust path has a maze shape inside the tubular portion 36.
  • the first splash-proof plate 62 to the fifth splash-proof plate 66 may be collectively referred to as a plurality of splash-proof plates.
  • the bottom portion 60 is a circular plate-shaped member, and is provided so as to seal the second end portion 51 of the tubular portion 36.
  • the diameter of the bottom portion 60 is slightly larger than the inner diameter of the tubular portion 36 at the second end portion 51, and the bottom portion 60 of the splash-proof body 33 is press-fitted into the second end portion 51 of the tubular portion 36. .. As a result, the splash-proof body 33 is locked inside the tubular portion 36.
  • a convex portion 60a protruding outward in the circumferential direction is formed at a position corresponding to the slit 45.
  • the convex portions 60a are formed at two positions corresponding to the slits 45.
  • the splash-proof body 33 is press-fitted into the tubular portion 36 so that the convex portion 60a is inserted into the slit 45, whereby the splash-proof body 33 is held by the tubular portion 36.
  • the direction (direction) is specified.
  • the strut portion 61 is a rod-shaped body extending from the center of the bottom portion 60 toward the first end portion side in parallel with the axial direction of the tubular portion 36.
  • the first splash-proof plate 62 is a splash-proof plate located on the second end 51 side of the plurality of splash-proof plates included in the splash-proof body 33.
  • the first splash-proof plate 62 is formed in pairs so as to face each other with the central axis L of the tubular portion 36 interposed therebetween.
  • the first splash-proof plate 62 has a substantially semicircular plate shape, and a semicircular straight line portion is connected to the support column portion 61, and the arc is arranged so as to face outward. Further, the first splash-proof plate 62 is arranged so as to extend obliquely upward from the support column portion 61.
  • the lowermost portion connected to the support column 61 is designated as the base portion 62a.
  • the uppermost end portion 62b on the uppermost side is located above the end portion 45a of the slit 45 (first end portion 50 side).
  • the distance h 2 is the slit 45 depth
  • the following relational expression is satisfied between the distance h 1 representing the above and the pitch ⁇ of the thread portion 42 (see FIG. 3).
  • the depth of the slit 45 is the same as the distance to the upper end 62b of the first splash-proof plate 62, or to the upper end 62b of the first splash-proof plate 62.
  • the end portion 45a of the slit 45 is located on the first end portion 50 side of the upper end portion of the first splash proof plate 62, it is easily above the first splash proof body 62 due to vibration or the like.
  • the electrolytic solution penetrates into the tubular body 36.
  • the electrolytic solution that has penetrated into the tubular body 36 may crawl up inside the tubular body 36 and overflow due to further vibration or the like being applied to the lead storage battery 100.
  • the distance in the axial L direction from the upper end portion 62b of the first splash-proof plate 62 to the end portion 45a of the slit 45 becomes large. Therefore, as compared with the case where the distance h 2 is less than h 1 + ⁇ , the electrolytic solution that has penetrated into the tubular body 36 due to vibration or the like is more likely to hit the inner wall portion of the tubular body 36, and the tubular body 36 The electrolytic solution that has entered the inside is less likely to be discharged to the outside of the tubular body 36. In this case as well, as in the case described above, there is a possibility that the electrolytic solution crawls up in the tubular body 36 and overflows due to further vibration or the like being applied to the electrolytic solution that has penetrated into the tubular body 36.
  • the liquid port plug 18 satisfies the above relational expression (1), the liquid port plug 18 is less likely to cause overflow due to vibration or the like (excellent in dynamic overflow performance).
  • the upper end portion 62b of the first splash-proof plate 62 is located closer to the first end portion 50 (upper side) than the start end portion 42a of the screw thread portion 42.
  • the second splash-proof plate 63 is provided above the first splash-proof plate 62 (on the side of the first end 50) and has a substantially rectangular flat plate shape.
  • the second splash-proof plate 63 is formed in pairs so as to face each other with the central axis L of the tubular portion 36 interposed therebetween, and is arranged so as to extend diagonally downward from the support column portion 61.
  • the third splash-proof plate 64 is provided above the second splash-proof plate 63 and has substantially the same shape as the first splash-proof plate 62. That is, the third splash-proof plate 64 is formed in pairs so as to face each other with the central axis L of the tubular portion 36 interposed therebetween.
  • the third splash-proof plate 64 has a substantially semicircular plate shape, and is arranged so that the strings are connected to the strut portion 61 and the arc faces outward. Further, the third splash-proof plate 64 is arranged so as to extend obliquely upward from the support column portion 61.
  • the lowermost portion connected to the support column portion 61 is called a base portion, and the uppermost portion (first end portion 50 side) is referred to as a base portion. Called the upper end.
  • the fourth splash-proof plate 65 is provided so as to extend downward from between the base portion and the upper end portion of the third splash-proof plate 64.
  • the fourth splash-proof plate has a substantially rectangular flat plate shape.
  • the fourth splash-proof plate 65 is formed in pairs so as to face each other with the central axis L of the tubular portion 36 interposed therebetween.
  • the fifth splash-proof plate 66 is provided above the third splash-proof plate 64, and is connected to the top of the support column 61.
  • the upper end portion 66a which is the end portion of the fifth splash proof plate 66 on the first end portion 50 side, is the end portion of the splash proof body 33 on the first end portion 50 side.
  • the upper end portion 66a is located closer to the first end portion 50 than the upper end portion 42b of the thread portion 42.
  • FIG. 7A and 7B are views showing a liquid port plug 181 according to a modified example
  • FIG. 7A is a plan view of the liquid port plug 181
  • FIG. 7B is a rear view.
  • the thread portion 421 and the flange portion 461 are provided so as to be integrated with each other. That is, in the liquid port plug 18 according to the above-described embodiment, the terminal portion 42a of the threaded portion 42 and the flange portion 46 are arranged apart from each other in the central axis L direction of the tubular portion 36.
  • the end portion 421a of the thread portion 421 is connected to the flange portion 461.
  • the flange portion 451 may be provided on the first end portion 50 side of the thread portion 421, and even if the thread portion 421 and the flange portion 451 are provided integrally. Good. Even if the liquid spout 181 has such a configuration, it has the same effect as the liquid spout 18 according to the embodiment.
  • the lead storage battery liquid spout is a lead having a head 35, a tubular portion 36 extending from the head 35, and a filter 34 provided inside the tubular portion 36.
  • Liquid spouts 18 and 181 for storage batteries, the tubular portion 36 is provided with a through hole 43 for communicating the inside and the outside of the tubular portion 36, and the through hole 43 is an inner peripheral surface of the tubular portion 36.
  • the filter 34 is provided so as to close the opening of the through hole 43.
  • the opening on the inner peripheral surface side of the through hole 43 provided in the tubular portion 36 of the liquid port plugs 18 and 181 is closed by the filter 34.
  • the filter 34 does not block the through hole 43
  • the gas containing water vapor is less likely to be released from the through hole 43 to the outside of the liquid port plugs 18 and 181. That is, the ventilation resistance of the gas flowing from the inside of the tubular portion 36 through the through hole 43 to the exhaust path increases as compared with the case where the filter 34 does not block the through hole 43, and as a result, Liquid reduction can be suppressed.
  • the lead-acid battery push-off port plug (liquid port plug 18, liquid port plug 181) according to one aspect of the present invention has a tubular portion 36 provided with threaded portions 42, 421 provided on an outer peripheral surface.
  • the tubular portion 36 may include flange portions 46, 461 that project outward in the radial direction of the tubular portion 36 from the thread portions 42, 421.
  • the filter 34 Since the opening on the inner peripheral surface side of the through hole 43 is closed by the filter 34, the gas containing water vapor does not pass through the inside of the liquid port plugs 18 and 181 and is threaded on the liquid port plugs 18 and 181. It is conceivable that the lead-acid battery 100 is discharged to the outside through the mountain portions 42 and 421 and the thread portion 25a of the water refill port 25. According to the above configuration, since the flange portions 46 and 461 projecting outward in the radial direction of the tubular portion 36 than the thread portions 42 and 421, the gas containing water vapor can be released into the liquid port plug 18.
  • the collar portion 461 may be provided integrally with the thread portion 421.
  • the lead-acid battery liquid port plugs (liquid port plug 18, liquid port plug 181) according to one aspect of the present invention may be provided with a plurality of through holes 43 at opposite positions.
  • the lead-acid battery 100 may include the above-mentioned liquid spout plugs 18 and 181.

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Abstract

液口栓(18)は、頭部(35)と、頭部(35)から延びる筒状部(36)と、筒状部(36)の内側に設けられたフィルタ(34)とを備え、筒状部(36)は、筒状部(36)の内部と外部とを連通する貫通孔(43)を備え、貫通孔(43)は、筒状部(36)の内周面に開口部を有し、フィルタ(34)は、貫通孔(43)の開口部を閉塞するように設けられている。

Description

鉛蓄電池用液口栓および鉛蓄電池
 本発明は、鉛蓄電池用液口栓および鉛蓄電池に関する。
 鉛蓄電池は、車載用、産業用の他、様々な用途で使用されている。鉛蓄電池は、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群を備える。また、鉛蓄電池は、極板群を電槽内に保持された電解液に浸漬し、電槽の開口部を蓋体によって密封している。このような鉛蓄電池の中には、蓋に、電解液を補充するための液口栓が設けられているものがある。液口栓は、下端が開放された筒状体と、筒状体の上端を封止する頭部とを備える。また、液口栓には、蓋に設けられた排気孔に連通する排気路と接続するための貫通孔が形成されているものがある。貫通孔、排気路および排気孔は、鉛蓄電池の充電時に電槽内の極板で発生した酸素ガスや水素ガスを鉛蓄電池の外部に排出する機能を有する。
 鉛蓄電池では、電解液中の水分が減少する現象(以下、「減液」という)が発生することがある。この減液の発生原因としては、例えば、次のことが考えられる。鉛蓄電池は、例えばエンジンルームなどの高温環境下で使用されると、電解液中の水分の一部が蒸発して発生した水蒸気が液口栓の排気孔を介してセル室の外部に放出されたり、電解液がミスト状になって液口栓の排気孔を介してセル室の外部に放出されたりする。これにより、各セル室において減液が発生する。減液が発生すると、電池容量の低下や極板群に接続された集電体の腐食等の問題が生じるおそれがある。
 例えば、特許文献1には、鉛蓄電池の外装に設けた液口に装着された排気栓を備え、この排気栓の排気口を覆うシートを備える鉛蓄電池が開示されている。このように、排気栓の排気孔を覆うシートを設けることで、水蒸気が電池内から容易に放出されず、蓄電池内部からの水蒸気の排出による電解液の減液が抑制される。
特開2005-276741号公報
 本願発明者らは、鉛蓄電池における減液は、液口栓を通り、水蒸気やミストが外部へと放出されることにより生じる点に着目し、本願発明を想到するに至った。すなわち、本発明は、減液を抑制することができる鉛蓄電池用液口栓および鉛蓄電池を提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、本発明にかかる鉛蓄電池用液口栓は、頭部と、前記頭部から延びる筒状部と、前記筒状部の内側に設けられたフィルタとを備える鉛蓄電池用の液口栓であって、前記筒状部は、前記筒状部の内部と外部とを連通する貫通孔を備え、前記貫通孔は、前記筒状部の内周面に開口部を有し、前記フィルタは、前記貫通孔の前記開口部を閉塞するように設けられている。
本発明の実施形態に係る鉛蓄電池100を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る液口栓18の斜視図である。 図2に示す液口栓18の正面図である。 図2に示す液口栓18の背面図である。 図2におけるA-A線矢視断面図であり、液口栓18の内部構造を示す図である。 図2に示す液口栓18が、蓋15に装着された状態を示す図である。 本発明の変形例に係る液口栓181を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は背面図である。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照し詳細に説明する。
 〔鉛蓄電池100の概略構成〕
 図1は、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池100を示す斜視図である。図1に示すように、鉛蓄電池100は、複数の極板群(図示せず)と、電解液(図示せず)と、極板群および電解液を収容し、上方が開口した電槽12と、電槽12の開口を封止する蓋15とを備える。
 電槽12は、上面に開口を有する略直方体形状の容器であり、例えば合成樹脂により形成されている。電槽12は、隔壁を有する。電槽の内部は、隔壁によって、所定方向に並ぶ複数のセル室に仕切られている。複数のセル室には、それぞれに極板群が配置されている。
 電槽12の開口は、開口に対応する形状を有する蓋15で封止されている。より具体的には、蓋15の下面の周縁部分と、電槽12の開口部の周縁部分とが、例えば熱溶着により接合されている。蓋15は、基部19と、基部19から突出する台状部20とを備える。蓋15の基部に、負極端子16および正極端子17が設けられている。
 蓋15の台状部20は、正極端子17と負極端子16との間に突出している第1突出部21と、正極端子17および負極端子16の配列方向と平行に延びる第2突出部22とを備える。台状部20は、鉛蓄電池100の使用者が鉛蓄電池100を把持するための取手23を備える。
 また、第2突出部22には、各セル室に対応する位置に補水口25(図7参照)が設けられており、蓋15は、補水口25を封止する液口栓18を備えている。図1に示す例では、蓋15は、6つの液口栓を備えている。鉛蓄電池100に補水を行う際には、液口栓18を外して補水液が補給される。
 また、蓋15の第2突出部22には、側面に、排気孔24が設けられている。排気孔24は、蓋15に設けられた排気路(図示せず)と接続しており、各セル室で発生したガスを外部へと排出する。また、排気孔24は、蓋15を上面視した場合に、液口栓18が配列されている配列方向の端部に設けられている。換言すれば、排気孔24は、液口栓18と、排気孔24とが一直線上になるように設けられている。
 〔液口栓18の概略構成〕
 図2は、本発明の実施形態に係る液口栓18の斜視図である。また。図3は、液口栓18の正面図であり、図4は、液口栓18の背面図である。さらに、図5は、図2におけるA-A線矢視断面図であり、液口栓18の内部構造を示す図である。
 図2~図5に示すように、液口栓18は、本体部31と、パッキン32と、防沫体33と、フィルタ34とを備える。
 液口栓18の本体部31は、円形の板状の頭部35と、頭部35から伸び、略円筒形状の筒状部36とを備える。液口栓18の頭部35には、工具穴41が形成されている。また、筒状部36の外周には、螺旋状にねじ山が設けられたねじ山部42が形成されている。液口栓18は、蓋15に設けられた補水口25に、ねじ山部42を螺合することで固定されている。鉛蓄電池100は、工具穴41に、工具穴41に対応する形状のコインやドライバー等を挿入し、液口栓18を回転させることで、液口栓18の着脱が可能となっている。
 筒状部36は、筒部40と、ねじ山部42と、規制部44と、鍔部46とを備えている。ここで、筒状部36において、頭部35側の端部を第1端部50、第1端部50とは反対側の端部を第2端部51とする。すなわち、筒状部36は、第1端部50において、頭部35と接続しており、一体となっている。また、頭部35は、筒状部36の第1端部50を封止している。筒状部36の筒部40は、頭部35とは反対側の端部が開放された、内部が中空の筒状の部材である。筒状部36は、筒部40の内部に、フィルタ34、および防沫体33を保持している。また、筒部40は、貫通孔43およびスリット45を備えている。以下では、筒状部36の中心軸を中心軸Lとし、中心軸Lに平行な方向を「筒状部36の軸方向」と称する。また、筒状部36の軸方向において、第2端部51から第1端部50へ向かう方向を上方向とし、第1端部50から第2端部51へ向かう方向を下方向とする。
 規制部44は、一部が切りかかれたリング状の部材であり、筒部40から外側に張り出している。パッキン32は、例えば合成ゴム等からなるリング状の部材である。パッキン32は、液口栓18が、補水口25に装着された場合に、蓋15と液口栓18との間の密封性を確保する。パッキン32は、頭部35と、規制部44との間にはめ込まれている。パッキン32は、外径が、頭部35よりも小さく、規制部44よりも大きくなるように設けられており、規制部44と頭部35とにより、所定の位置に保持されている。
 貫通孔43は、筒状部36の内周面に形成された開口部と、筒状部36の外周面に形成された開口部とを備え、筒状部36の内周面に形成された開口部と、筒状部36の外周面に形成された開口部とを繋ぐように設けられている。そのため、貫通孔43は、筒部40(筒状部36)の内部と外部とを連通している。また、貫通孔43は、筒状部36の径方向に延びるように延びるように設けられえいる。貫通孔43は、蓋15に設けられた排気路(図示せず)と接続している。鉛蓄電池100の各セル室で発生したガスは、筒部40の内部から貫通孔43を介して排気路へ抜け、排気孔24から外部へと放出される。貫通孔43は、筒状部36の中心軸Lをはさんで、対向する位置に2箇所に設けられている。
 スリット45は、筒状部36の第2端部51から、第1端部50側へと延びるように設けられている。図2~5に示す例では、スリット45は、筒状部36の中心軸Lを挟んで対向する位置に2箇所設けられている。また、スリット45の幅は、上下方向の全長に亘って略均一である。液口栓18にはスリット45が設けられているため、電解液の液面が、筒状部36の最下部である第2端部を越えて上昇した場合であっても、スリット45を介して貫通孔43、排気路へとガスが抜けるため、溢液を抑制することができる。
 図2~5に示すように、貫通孔43と、スリット45とは、筒状部36の外周面の周方向において、同じ位置に形成されている。また、スリット45において、第1端部50側の端部を端部45aとする。なお、本実施形態においては、貫通孔43と、スリット45とは、筒状部36の外周面の周方向において、同じ位置に形成されている液口栓18を示した。しかしながら、液口栓18において、貫通孔43とスリット45との位置関係はこれに限られるものではない。すなわち、貫通孔43とスリット45とは、筒状部36の外周面の周方向において、異なる位置に形成されていてもよい。
 ねじ山部42は、筒部40の外周面に設けられ、筒部40から外側へと張り出した、螺旋状のねじ山である。また、ねじ山部42の第2端部51側の端部を始端部42aとする。さらに、ねじ山部42の第1端部50側の端部を終端部42bとする。換言すれば、始端部42aおよび終端部42bは、第2端部51側から第1端部50側へと螺旋を描くように、筒部40の外周に設けられたねじ山部42の始端および終端である。
 図2~5に示すように、液口栓18においては、スリット45とねじ山部42とが、筒部40の外周面の重複した領域に設けられている。すなわち、ねじ山部42は、ねじ山が非連続的に設けられている。
 鍔部46は、筒状部36の外周面に設けられている。鍔部46は、筒状部36から筒状部36の周方向外側へ張り出している。筒状部36の中心軸L方向において、筒状部36は、ねじ山部42よりも第1端部50側に設けられている。図2~5に示すように、鍔部46は、リング部46aと、フランジ部46bとを備える。
 リング部46aは、筒状部36から、筒状部36の周方向外側へ張り出すリング状の部材である。リング部46aは、筒状部36の外周面からの張り出し量(筒状部36の外周面からの距離)が、ねじ山部42の頂部の張り出し量と略同一となるように設けられている。フランジ部46bは、リング部46aから、さらに筒状部36の径方向外側へ張り出すリング状の部材である。そのため、鍔部46の筒状部36の外周面からの張り出し量は、ねじ山部42の張り出し量に比べて大きくなっている。
 フィルタ34は、アルミナ等のセラミックスの焼結体や、ポリプロピレン等の樹脂粒子の焼結体であり、多孔質体である。フィルタ34は、防爆フィルタであり、外部で発生した火花等が、電槽12の内部へ浸入することを抑制している。図3~図5に示すように、フィルタ34は、筒状部36の筒部40の内部に保持されている。
 図6は、液口栓18が、蓋15の補水口25に取り付けられた状態を示す図である。図6に示すように、液口栓18は、補水口25に設けられたねじ山部25aと、液口栓18のねじ山部42aとが螺合することで蓋15の補水口25に取り付けられる。図7に示すように、フィルタ34は、筒状部36の軸方向において、貫通孔43が設けられた位置に配置されている。また、フィルタ34は、貫通孔43の開口部を閉塞する用に設けられている。すなわち、フィルタ34は、筒状部36の内部と外部とを連通する貫通孔43において、筒状部36の内周面側の開口部に当接するように設けられている。
 図5に示すように、防沫体33は、筒状部36の筒部の内部に保持されている。防沫体33は、例えば、樹脂により一体に形成されている。図5に示すように、防沫体33は、底部60と、支柱部61と、第1防沫板62と、第2防沫板63と、第3防沫板64と、第4防沫板65と、第5防沫体66とを備えている。防沫体33が、第1防沫板62~第5防沫板66を有することにより、筒状部36の内部において、ガスの排気経路が迷路状となっている。これにより、電槽12内で発生したガスは、筒状体36の内部を通って、外部へと排出されるのに対して、電解液は、容易に漏れ出ないようになっている。なお以下では、第1防沫板62~第5防沫板66をまとめて、複数の防沫板と呼ぶことがある。
 底部60は、円形の板状の部材であり、筒状部36の第2端部51を封止するように設けられている。底部60の直径は、第2端部51における筒状部36の内径よりも僅かに大きくなっており、筒状部36の第2端部51に防沫体33の底部60が圧入されている。これにより、防沫体33は、筒状部36の内部に係止されている。また、底部60の外周面には、スリット45に対応する位置に、周方向外側へ突出す凸部60aが形成されている。凸部60aは、スリット45に対応する位置に2箇所形成されている。液口栓18においては、凸部60aがスリット45に挿入されるように、筒状部36に防沫体33を圧入しており、これにより筒状部36に防沫体33が保持される方向(向き)を規定している。支柱部61は、底部60の中央から、筒状部36の軸方向に平行に、第1端部側へと延びる棒状体である。
 第1防沫板62は、防沫体33が備える複数の防沫板のうち、もっとも第2端部51側に位置する防沫板である。第1防沫板62は、筒状部36の中心軸Lをはさんで対向するように一対形成されている。第1防沫板62は、略半円板形状を有し、半円状の直線部分が支柱部61に接続し、円弧が外側を向くように配置されている。また、第1防沫板62は、支柱部61から、斜め上方へ向かって延びるように配置されている。
 第1防沫板62において、支柱部61と接続している最下部を基部62aとする。また、第1防沫板62において、最も上方(第1端部50側)にある上端部62bは、スリット45の端部45aよりも上方(第1端部50側)に位置している。ここで、第2端部51から、第1防沫板62の上端部62bまでの筒状部36の中心軸L方向の距離を距離h2とすると、距離h2は、スリット45の深さを表す距離h1と、ねじ山部42のピッチα(図3参照)との間で以下の関係式を満たす。
 h1 < h2 < h1+α・・・(1)
 距離h2が、距離h1以下である場合、すなわち、スリット45の深さが、第1防沫板62の上端部62bまでの距離と同じか、第1防沫板62の上端部62bまでの距離よりも短い場合を考える。このような場合には、第1防沫板62の上端部よりも、第1端部50側にスリット45の端部45aが位置するため、振動等により容易に、第1防沫体62上方から筒状体36の内部へ電解液が浸入する。筒状体36の内部に浸入した電解液は、鉛蓄電池100に、さらに振動等が加えられることにより、電解液が筒状体36内を這い上がり、溢液する可能性がある。
 距離h2が、h1+α以上である場合を考えると、第1防沫板62の上端部62bから、スリット45の端部45aまでの軸L方向距離が大きくなる。そのため、距離h2が、h1+α未満である場合に比べて、振動等により筒状体36の内部に浸入した電解液が、筒状体36の内壁部に当たりやすくなり、筒状体36の内部に浸入した電解液が、筒状体36の外部に排出されにくくなる。この場合も上述した場合と同様に、筒状体36に浸入した電解液にさらに振動等が加えられることにより、電解液が筒状体36内を這い上がり、溢液する可能性がある。
 このように、液口栓18が、上記の関係式(1)を満たしていることにより、液口栓18は、振動等による溢液が生じにくい(動的溢液性能に優れている)。
 なお、液口栓18においては、ねじ山部42の始端部42aよりも、第1防沫板62の上端部62bのほうが、第1端部50側(上方)に位置している。
 第2防沫板63は、第1防沫板62よりも上方(第1端部50側)に設けられ、略長方形の平板状である。第2防沫板63は、筒状部36の中心軸Lをはさんで対向するように一対形成されており、支柱部61から、斜め下方へ向かって延びるように配置されている。
 第3防沫板64は、第2防沫板63よりも上方に設けられ、第1防沫板62と略同一の形状を有する。すなわち、第3防沫板64は、筒状部36の中心軸Lをはさんで対向するように一対形成されている。第3防沫板64は、略半円板形状を有し、弦が支柱部61に接続し、円弧が外側を向くように配置されている。また、第3防沫板64は、支柱部61から、斜め上方へ向かって延びるように配置されている。また、第3防沫板64においても、第1防沫板62と同様に、支柱部61と接続している最下部を基部と呼び、最も上方(第1端部50側)にある部分を上端部と呼ぶ。
 第4防沫板65は、第3防沫板64の基部と上端部との間から、下方へと延びるように設けられている。第4防沫板は、略長方形の平板状である。第4防沫板65は、筒状部36の中心軸Lをはさんで対向するように一対形成されている。
 第5防沫板66は、第3防沫板64よりも上方に設けられており、支柱部61の頂部に接続して設けられている。なお、第5防沫板66の第1端部50側の端部である上端部66aは、防沫体33の第1端部50側の端部である。上端部66aは、ねじ山部42の上端部42bよりも、第1端部50側に位置している。
 〔変形例〕
 以下、本発明の変形例について、図面を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 図7は、変形例に係る液口栓181を示す図であり、図7の(a)は、液口栓181の平面図であり、図7の(b)は、背面図である。図7に示すように、本変形例に係る液口栓181においては、ねじ山部421と、鍔部461とが一体となるように設けられている。すなわち、上述した実施形態に係る液口栓18においては、ねじ山部42の終端部42aと、鍔部46とは、筒状部36の中心軸L方向に離間して配置されている。一方、本変形例に係る液口栓181においては、ねじ山部421の終端部421aは、鍔部461と接続している。
 このように、鍔部451は、ねじ山部421よりも、第1端部50側に設けられていればよく、ねじ山部421と鍔部451とが一体となるように設けられていてもよい。液口栓181が、このような構成であっても、実施形態に係る液口栓18と同様の効果を奏する。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
 〔まとめ〕
 (1)本発明の一態様に係る鉛蓄電池用液口栓は、頭部35と、頭部35から延びる筒状部36と、筒状部36の内側に設けられたフィルタ34とを備える鉛蓄電池用の液口栓18、181であって、筒状部36は、筒状部36の内部と外部とを連通する貫通孔43を備え、貫通孔43は、筒状部36の内周面に開口部を有し、フィルタ34は、貫通孔43の開口部を閉塞するように設けられている。
 ここで、電槽12内に保持された電解液中の水分の一部が蒸発し、蒸発により発生した水蒸気が、液口栓の貫通孔43を介して鉛蓄電池100の外部に放出される場合を考える。本発明の一態様に係る液口栓18、181においては、液口栓18、181の筒状部36に設けられた貫通孔43の内周面側の開口部が、フィルタ34により閉塞されている。そのため、フィルタ34が、貫通孔43を閉塞していない場合に比べて、水蒸気を含むガスが、貫通孔43から液口栓18、181の外部へ放出されにくくなる。すなわち、筒状部36の内部から、貫通孔43を通って、排気経路へと流れるガスの通気抵抗が、フィルタ34が、貫通孔43を閉塞していない場合に比べて上昇し、その結果、減液を抑制することができる。
(2)本発明の一態様に係る鉛蓄電池押液口栓(液口栓18、液口栓181)は、筒状部36が、外周面に設けられたねじ山部42、421を備え、筒状部36は、ねじ山部42、421よりも筒状部36の径方向外側へ張り出す鍔部46、461を備えていてもよい。
 フィルタ34により、貫通孔43の内周面側の開口部が閉塞されていることにより、水蒸気を含むガスは、液口栓18、181の内部を通らずに、液口栓18、181のねじ山部42、421と、補水口25のねじ山部25aとの間を通って、鉛蓄電池100の外部へと放出されることが考えられる。上記の構成によれば、ねじ山部42、421よりも、筒状部36の径方向外側へ張り出す鍔部46、461を備えていることにより、水蒸気を含むガスが、液口栓18、181のねじ山部42、421と、補水口25のねじ山部25aとの間を通って、鉛蓄電池100の外部へと放出されることを抑制することができる。すなわち、鍔部46、461を設けることにより、筒状部36の外周面と、補水口25との間をシールすることができる。そのため、より一層減液を抑制することができる鉛蓄電池用液口栓を提供することが可能となる。
 (3)本発明の一態様に係る鉛蓄電池用液口栓(液口栓181)は、鍔部461が、ねじ山部421と一体に設けられていてもよい。
 (4)本発明の一態様に係る鉛蓄電池用液口栓(液口栓18、液口栓181)は、貫通孔43が、対向する位置に、複数個設けられていてもよい。
 (5)本発明の一態様に係る鉛蓄電池100は、上記の液口栓18、181を備えていてもよい。
 18:液口栓(鉛蓄電池用液口栓)、34:フィルタ、36:筒状部、42:ねじ山部、43:貫通孔、100:鉛蓄電池、181:液口栓、421:ねじ山部、461:鍔部

Claims (5)

  1.  頭部と、前記頭部から延びる筒状部と、前記筒状部の内側に設けられたフィルタとを備える鉛蓄電池用の液口栓であって、
     前記筒状部は、前記筒状部の内部と外部とを連通する貫通孔を備え、
     前記貫通孔は、前記筒状部の内周面に開口部を有し、
     前記フィルタは、前記貫通孔の前記開口部を閉塞するように設けられていることを特徴とする鉛蓄電池用液口栓。
  2.  前記筒状部は、外周面に設けられたねじ山部を備え、
     前記筒状部は、前記ねじ山部よりも前記筒状部の径方向外側へ張り出す鍔部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の鉛蓄電池用液口栓。
  3.  前記鍔部は、前記ねじ山部と一体に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の鉛蓄電池用液口栓。
  4.  前記貫通孔は、対向する位置に、複数個設けられていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に鉛蓄電池用液口栓。
  5.  請求項1から4の何れか1項の鉛蓄電池用液口栓を備える鉛蓄電池。
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