WO2022071200A1 - 鉛蓄電池 - Google Patents
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Definitions
- the technology disclosed herein relates to lead-acid batteries.
- a lead-acid battery has a plurality of cell chambers in which an electrode and an electrolytic solution are housed, and gas generated in each cell chamber (for example, water evaporated from the electrolytic solution) is exhausted to the outside from an exhaust port.
- gas generated in each cell chamber for example, water evaporated from the electrolytic solution
- the electrolytic solution is reduced. Therefore, when the electrolytic solution is reduced to a certain extent, it is necessary to replenish each cell chamber with purified water. In order to reduce the frequency of this work, it is preferable that the decrease in the electrolytic solution is suppressed.
- the lead-acid battery described in Patent Document 1 includes an electric tank having an opening on the upper side, an inner lid for closing the opening of the electric tank, and an upper lid arranged on the inner lid. ..
- a common passage and an individual passage that individually communicates each cell chamber and the common passage are formed between the inner lid and the upper lid, and a filter and a passage opening / closing valve are arranged in the common passage. ing.
- Patent Document 1 has room for improvement in suppressing the variation in the liquid level height of the electrolytic solution between the cell chambers and the decrease in the electrolytic solution in each cell chamber.
- This specification discloses a technique for suppressing the variation in the liquid level height of the electrolytic solution between cell chambers and the decrease in the electrolytic solution in each cell chamber.
- a lead-acid battery having a plurality of cell chambers in which an electrode and an electrolytic solution are housed, the common passage portion forming a common passage for exhausting the gas generated in each cell chamber to the outside from a common exhaust port, and the above-mentioned.
- a lead acid battery comprising a second filter arranged in the aisle.
- FIG. 1 Perspective view of the lead storage battery according to the first embodiment Perspective view of the battery case Perspective view of the lid member from below Cross section of lead acid battery Cross section of lead acid battery Cross section of lead acid battery Sectional drawing of the line AA shown in FIG.
- Perspective view of module parts Cross section of module parts
- Perspective view of module parts An exploded perspective view of a filter with a valve function Perspective view of the liquid spout Cross-sectional view of the liquid spout Perspective view of splash-proof body
- a lead storage battery having a plurality of cell chambers in which an electrode and an electrolytic solution are housed is common in that the gas generated in each of the cell chambers is exhausted to the outside from a common exhaust port.
- the first filter is arranged at a position where the gas generated in the cell chamber passes in common, and the first filter is arranged at a position where the gas generated in each cell chamber in the common passage passes in common, and the pressure of the gas causes the gas to pass therethrough.
- An on-off valve for opening a valve and a second filter arranged in each of the individual passages are provided.
- exhaust to the outside from a common exhaust port means to exhaust the gas generated in each cell chamber to the outside from the same exhaust port. Since the lead-acid battery described in Patent Document 1 described above does not have a filter arranged in each individual passage, the distance from each cell chamber to the filter (filter arranged in the common passage) differs depending on the cell chamber. The inventor of the present application has found that when the distance from each cell chamber to the filter differs depending on the cell chamber, the liquid level height of the electrolytic solution tends to vary between the cell chambers. Specifically, in the cell chamber where the distance to the filter is short, the gas easily reaches the filter as compared with the cell chamber where the distance to the filter is long, so that the electrolytic solution is easily reduced.
- the liquid level height of the electrolytic solution tends to vary between the cell chambers.
- the cell chamber at the end is easily affected by the heat of the engine, so that the liquid in the cell chamber at the end is easily reduced. Therefore, the liquid level height between the cell chambers may vary due to the influence of the heat of the engine.
- the second filter is arranged in the individual passage.
- the distance from each cell chamber to the second filter becomes uniform, so that the method of reducing the electrolytic solution tends to be uniform. Therefore, the variation in the liquid level of the electrolytic solution can be suppressed as compared with the lead storage battery described in Patent Document 1.
- the arrangement of the second filter makes it difficult for the gas to pass through, so that the variation in the liquid level of the electrolytic solution can be suppressed.
- the inventor of the present application has stated that the lead-acid battery described in Patent Document 1 described above does not have a filter arranged in individual passages, so that the amount of electrolytic solution tends to decrease even if an on-off valve is provided in the common passage. I found it. Specifically, if the filter is not arranged in the individual passage, the pressure in each cell chamber is unlikely to increase even if the on-off valve is provided in the common passage. Therefore, it takes time for the pressure in the cell chamber to reach the saturated vapor pressure (the pressure at which the gas returns to the liquid). If it takes time to reach the saturated vapor pressure, the amount of gas passing through the filter (filter arranged in the common passage) increases during that time, so that the electrolytic solution tends to decrease.
- the saturated vapor pressure the pressure at which the gas returns to the liquid.
- the lead-acid battery described in Patent Document 1 since the first filter and the on-off valve are arranged in the common passage and the second filter is also arranged in the individual passages, the lead-acid battery described in Patent Document 1 is provided. Exhaust resistance is larger than that of. Therefore, as compared with the lead storage battery described in Patent Document 1, the pressure in the cell chamber rises to the saturated vapor pressure in a short time, and the electrolytic solution is less likely to decrease. Therefore, according to the above-mentioned lead-acid battery, as compared with the lead-acid battery described in Patent Document 1, it is possible to suppress the variation in the liquid level height of the electrolytic solution between the cell chambers and the decrease of the electrolytic solution in each cell chamber.
- the lead storage battery is an electric tank whose inside is divided into a plurality of the cell chambers and is open on the upper side, and a lid member for closing the openings.
- a lid member in which a common passage portion is integrally formed may be provided.
- the lead-acid battery described in Patent Document 1 described above is provided with an inner lid and an outer lid, and a common passage is provided between the inner lid and the outer lid. That is, the lead storage battery described in Patent Document 1 has a double lid structure. Therefore, the number of parts increases as compared with the case where the lid has a single structure. According to the lead-acid battery described above, since the common passage portion is integrated with the lid member, the lid member does not have to have a double structure. Therefore, the number of parts can be reduced.
- the lid member has a liquid injection port provided above each cell chamber and a liquid port plug for plugging the liquid injection port.
- the common passage portion is a first tubular portion provided for each liquid injection port, and is a first tubular portion that surrounds the liquid injection port and extends downward from the lower surface of the lid member in a tubular shape.
- a communication passage portion forming a communication passage for communicating the first cylinder portions adjacent to each other, and the individual passage portion is provided integrally with the liquid port plug, and the lower surface of the liquid port plug is provided.
- a second tubular portion extending downward from the surface, wherein the second filter is housed therein, and the second tubular portion has an opening formed on the outer peripheral surface thereof. The portion of the second cylinder portion below the opening is in close contact with the inner peripheral surface of the first cylinder portion, and the gas flowing into the inside of the second cylinder portion passes through the second filter. Then, it may flow into the common passage from the opening.
- the second filter is arranged in the individual passage, the distance from each cell chamber to the second filter becomes uniform. Therefore, the method of reducing the electrolytic solution tends to be uniform, and variations in the liquid level of the electrolytic solution can be suppressed. Further, according to the lead-acid battery, since the second filter is also arranged in the individual passage, the exhaust resistance becomes larger than in the case where the second filter is not arranged in the individual passage. Therefore, it becomes difficult to reduce the electrolytic solution.
- the first filter and the on-off valve are modularized as one component, and the component is a closing member that closes the opening of the common passage.
- the closing member in which the exhaust port is formed may be provided, and the component may be attached to the inside of the common passage from the outside.
- the lead-acid battery described in Patent Document 1 described above has a double lid structure.
- the inside of the common passage can be easily accessed by removing the upper lid before the inner lid and the upper lid are joined by heat welding or the like. Therefore, it is easy to arrange the first filter and the on-off valve in the common passage.
- the lead-acid battery has a single lid member structure.
- the lid member has a single structure, it is difficult to access the inside of the common passage, so that it is difficult to arrange the first filter and the on-off valve inside the common passage portion.
- the first filter and the on-off valve are modularized as one component. Therefore, by arranging the components from the outside in the common passage, the first filter and the on-off valve can be separated. The work of arranging in the common passage becomes easy.
- the component has a bottomed tubular third shape that surrounds the exhaust port and extends from the closing member to the inside of the lead storage battery, and the tip side is closed. It is a bottomed tubular fourth cylinder that is integrally formed under the third cylinder and opens downward, and is the ceiling wall of the fourth cylinder. It is housed in a fourth cylinder portion having an opening for communicating the internal space of the third cylinder portion and the internal space of the fourth cylinder portion, and inside the fourth cylinder portion.
- a filter case which is a tubular filter case in which the first filter is housed and a plate-shaped valve body is housed under the first filter, and a lower end portion of the filter case.
- the valve seat is integrally formed with the valve seat, and the valve seat is provided with a valve seat in which the valve body sits in a horizontal position. The on-off valve is lifted upward by the gas flowing from the cell chamber into the common passage. The valve may be opened.
- the first filter and the on-off valve are modularized as one component. Therefore, by arranging the components from the outside in the common passage, the first filter and the on-off valve can be separated. The work of arranging in the common passage becomes easy.
- the lead-acid battery 1 is mounted on an automobile and supplies electric power to an engine starting device (starter motor) and auxiliary machinery (electric power steering, electric brake, headlight, air conditioner, etc.).
- the lead-acid battery 1 is a liquid-type lead-acid battery, and includes a synthetic resin electric tank 10 that opens on the upper side and a synthetic resin lid member 11 that closes the opening of the electric tank 10.
- the electric tank 10 has a rectangular shape when viewed from above, and five partition walls 12 are formed inside at equal intervals in the left-right direction.
- the inside of the electric tank 10 is divided into six cell chambers 13 by the partition walls 12.
- the lid member 11 has a frame body 14 extending downward from four sides.
- the lid member 11 is formed with an overhanging portion 15 that projects upward in a T-shape.
- the positive electrode external terminal 16 is fixed to one corner of the two corners where the overhanging portion 15 is not formed on the upper surface of the lid member 11, and the negative electrode external terminal 17 is fixed to the other corner. There is.
- the overhanging portion 15 of the lid member 11 is formed as a concave portion that is recessed upward in a T shape when viewed from below.
- Five partition walls 18 are formed on the back surface of the lid member 11 corresponding to the partition walls 12 formed on the battery case 10.
- the lower end surface of the partition wall 18 formed on the back surface of the lid member 11 is connected to the upper end surface of the partition wall 12 formed in the electric tank 10 by heat welding or the like. As a result, each cell chamber 13 is partitioned.
- Each cell chamber 13 contains a plate group 19 and an electrolytic solution 50 made of dilute sulfuric acid.
- the electrode plate group 19 is formed by alternately laminating a positive electrode plate 19a and a negative electrode plate 19b in the lateral direction with a separator 19c interposed therebetween.
- Each of the electrode plates 19a and 19b is a lattice body filled with an active material.
- the positive electrode plate 19a and the negative electrode plate 19b are examples of electrodes.
- the selvage portion 20 is provided at the upper end portion of each of the electrode plates 19a and 19b.
- the plates 19a and 19b having the same polarity in one cell chamber 13 are connected to the selvage portion 20 by the strap 21.
- the strap 21 has, for example, a long plate shape in the left-right direction, and one set for a positive electrode and one for a negative electrode are provided for each cell chamber 13.
- the partition wall 12 is formed with an opening 22.
- the positive and negative straps 21 of the adjacent cell chambers 13 are connected by welding or the like through the openings 22.
- the electrode plate group 19 of each cell chamber 13 is connected in series.
- the positive electrode external terminal 16 and the negative electrode external terminal 17 will be described with reference to FIG. Since the structure of the positive electrode external terminal 16 and the structure of the negative electrode external terminal 17 are substantially the same, the negative electrode external terminal 17 will be described here as an example.
- the negative electrode external terminal 17 includes a bushing 17a and a pole pillar 17b.
- the bushing 17a is made of a metal such as a lead alloy and is formed in a cylindrical shape.
- the upper portion of the bushing 17a projects upward from the upper surface of the lid member 11.
- the pole pillar 17b is made of a metal such as a lead alloy and is formed in a columnar shape.
- the pole pillar 17b is inserted inside the bushing 17a, and the lower side protrudes downward from the bushing 17a.
- the lower end of the pole pillar 17b is connected to the negative electrode strap 21 housed in the leftmost cell chamber 13 by welding or the like.
- the T-shaped overhanging portion 15 of the lid member 11 is provided with a liquid injection port 23 at a position above each cell chamber 13.
- the liquid injection port 23 is an opening for injecting the electrolytic solution 50 into each cell chamber 13 and an opening for replenishing the replenishing liquid when the electrolytic solution 50 in the cell chamber 13 decreases.
- the liquid injection port 23 has a concave portion 23a recessed in a circle and an opening 23b formed in the bottom wall of the concave portion 23a.
- the liquid injection port 23 is closed by the liquid port plug 25. The description of the liquid spout 25 will be described later.
- a common passage portion 26 forming a common passage 26a for exhausting the gas generated in each cell chamber 13 to the outside is provided on the lower surface of the lid member 11.
- the lead-acid battery 1 also includes an individual passage portion forming an individual passage 27a (see FIG. 13) that individually communicates each cell chamber 13 and the common passage 26a.
- liquid spout 25, the common passage 26a, and the individual passage 27a will be specifically described.
- the common passage 26a will be described first, and then the liquid port plug 25 and the individual passage 27a will be described.
- the common passage portion 26 is provided between the first cylinder portion 30 provided for each liquid injection port 23 and the adjacent first cylinder portion 30. It has a continuous passage portion 31 which is connected to the passage.
- the communication passage portion 31 is also provided on the left side of the leftmost first cylinder portion 30 and on the right side of the rightmost first cylinder portion 30.
- the common passage 26a is connected to an arc-shaped passage between the inner peripheral surface of the first tubular portion 30 and the outer peripheral surface of the second tubular portion 25b described later of the liquid spout 25. It has a linear continuous passage formed by the passage portion 31.
- the first tubular portion 30 surrounds the opening 23b of the liquid injection port 23 and extends downward from the lower surface 11a (see FIG. 3) of the lid member 11 in a cylindrical shape.
- a screw thread 32 that extends spirally is formed on the inner peripheral surface of the first tubular portion 30.
- the thread 32 has a length less than one round of the inner peripheral surface of the first tubular portion 30.
- the first tubular portion 30 is formed with slits 33 extending upward from the lower end of the first tubular portion 30 on both front and rear sides. As shown in FIG. 4, in the slit 33, even if the liquid level of the electrolytic solution 50 is above the lower end of the first cylinder portion 30, the gas generated in the cell chamber 13 is inside the first cylinder portion 30. It is formed to allow inflow.
- a recess 34 is formed on the left side surface of the lid member 11 so as to be recessed in a substantially rectangular shape toward the right side.
- An opening of the leftmost communication passage is formed in the wall on the inner side of the recess 34 when viewed from the left side.
- a concave portion 34 recessed in a rectangular shape toward the left side is formed on the right side surface of the lid member 11.
- An opening of the rightmost communication passage is formed in the wall on the back side of the recess 34 on the right side when viewed from the right side.
- the recess 34 is a part of the common passage 26a.
- the portion of the lid member 11 forming the recess 34 constitutes a part of the common passage portion 26.
- the position of the recess 34 is an example of a position through which the gas generated in each cell chamber 13 passes in common.
- Module parts 35 are attached to the recess 34 on the left side.
- the module component 35 is a modularized version of the first filter 36b (see FIG. 9) described later and the on-off valve described later as one component.
- the module component 35 is fixed to the lid member 11 by heat welding or the like while being housed in the recess 34 on the left side.
- a cap 39 made of synthetic resin that closes the opening of the recess 34 on the right side is fixed to the recess 34 on the right side by heat welding or the like.
- the cap 39 may be attached to the recess 34 on the left side, and the module component 35 may be attached to the recess 34 on the right side.
- the module component 35 includes a plate-shaped closing member 35a that closes the opening of the recess 34 on the left side.
- a circular exhaust port 35b is formed in the closing member 35a.
- a third tubular portion 35c that surrounds the periphery of the exhaust port 35b and extends to the right is formed on the right surface of the closing member 35a.
- the third cylindrical portion 35c is formed in a bottomed tubular shape with the right side closed.
- the tip portion of the third tubular portion 35c is recessed so that the front side portion and the rear side portion are cut out, leaving the central portion of the upper portion, and the front side recessed portion 35j and the rear portion are recessed.
- a recessed portion 35j on the side is formed.
- annular rib 35d extending from slightly inside the outer peripheral edge portion of the third tubular portion 35c toward the right side is formed.
- a fitting portion 35 m projecting toward the right side is formed on a substantially arcuate portion of the end face of the annular rib 35d facing the right side. The fitting portion 35m is fitted and inserted into the leftmost communication passage.
- a bottomed tubular fourth cylinder 35e that opens downward is integrally formed on the lower side of the third cylinder 35c.
- a part of the fourth tubular portion 35e is also integrated with the closing member 35a.
- the lower end of the fourth tubular portion 35e is located above the lower end of the closing member 35a. Therefore, as shown in FIG. 6, when the module component 35 is attached to the recess 34, a gap is created between the lower end of the fourth tubular portion 35e and the bottom surface of the recess 34.
- the ceiling wall 35k of the fourth tubular portion 35e is formed with an opening 35f that communicates the internal space of the third tubular portion 35c and the internal space of the fourth tubular portion 35e.
- four convex portions 35g which are convex downward, are equally spaced in the circumferential direction of the fourth tubular portion 35e on the lower surface of the ceiling wall 35k of the fourth tubular portion 35e. Is formed in.
- a filter 36 with a valve function is press-fitted into the inside of the fourth tubular portion 35e from below.
- the filter 36 with a valve function is a disk-shaped filter case 36a, a first filter 36b housed inside the filter case 36a, and a disk-shaped filter 36b arranged inside the filter case 36a under the first filter 36b. It is provided with a valve body 36c.
- the filter 36 with a valve function will be described more specifically with reference to FIG.
- the filter case 36a is made of synthetic resin and is formed in a cylindrical shape.
- the lower portion of the filter case 36a has a smaller outer diameter and inner diameter than the upper portion, and a valve seat 36h on which the valve body 36c is seated in a horizontal posture is integrally formed at the lower end portion of the lower portion.
- the valve seat 36h is formed so as to project inwardly in an annular shape from the inner peripheral surface of the lower end portion of the lower portion of the filter case 36a.
- the valve body 36c and the valve seat 36h are examples of on-off valves.
- valve seat 36h Although only a part of the valve seat 36h is visible in FIG. 11, three grooves 36i dented downward are provided on the upper surface of the valve seat 36h at equal intervals in the circumferential direction. These grooves 36i are formed so as to extend radially outward from the center of the filter case 36a.
- the valve seat 36h may be provided with a convex portion that is convex on the upper side instead of the groove 36i.
- the first filter 36b is attached for an explosion-proof function of blocking flames from the outside, and is formed in a disk shape having a certain thickness. Specifically, the first filter 36b is, for example, a porous body having continuous pores.
- the porous body is a sintered body of ceramics such as alumina and resin particles such as polypropylene.
- the pore diameter of the first filter 36b has, for example, an average diameter of several tens to several hundreds of ⁇ m.
- the first filter 36b also has a role of increasing the exhaust resistance of the gas generated in the cell chamber 13 in cooperation with the second filter 37 arranged in the individual passage 27a described later.
- the valve body 36c is made of synthetic resin and is formed in a disk shape.
- the diameter of the valve body 36c is smaller than the inner diameter of the lower portion of the filter case 36a and larger than the diameter of the opening of the valve seat 36h.
- the atmosphere cannot pass through the valve body 36c when the temperature of the lead storage battery 1 drops, and the internal pressure of the cell chamber 13 drops from the atmospheric pressure. Will also be low. In that case, the outer wall of the electric tank 10 is curved inward, the liquid level of the electrolytic solution 50 inside the electric tank 10 rises, and overflow is likely to occur. On the other hand, if a gap is provided, the decrease in the internal pressure of the battery case 10 when the temperature of the lead storage battery 1 decreases is suppressed, so that the overflow of the electrolytic solution 50 is suppressed.
- the liquid spout 25 faces downward from the disc-shaped plug member 25a that covers the liquid injection port 23 and the lower surface h of the plug member 25a. It has a second tubular portion 25b extending in a cylindrical shape and a packing 25c attached to the outer periphery of the upper end portion of the second tubular portion 25b.
- the inside of the second tubular portion 25b is an example of an individual passage.
- the second tubular portion 25b is an example of an individual passage portion forming the individual passage 27a.
- a groove for screwing the liquid port plug 25 into the inside of the first tubular portion 30 is formed in a cross shape on the upper surface of the liquid port plug 25 by a coin or the like.
- the second tubular portion 25b includes an upper portion 41, an intermediate portion 42, and a lower portion 43.
- a screw thread 25d is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion 42.
- the liquid spout 25 inserted from the liquid injection port 23 is fixed to the lid member 11 by screwing the thread 25d to the thread 32 of the first tubular portion 30.
- the outer diameter of the upper portion 41 of the second tubular portion 25b is smaller than the inner diameter of the first tubular portion 30. Therefore, a gap is created between the inner peripheral surface of the first tubular portion 30 and the outer peripheral surface of the upper portion 41 of the second tubular portion 25b.
- the outer diameter of the lower portion 43 of the second tubular portion 25b is also smaller than the inner diameter of the first tubular portion 30. Therefore, a gap is also formed between the inner peripheral surface of the first tubular portion 30 and the outer peripheral surface of the lower portion 43.
- the intermediate portion 42 is in close contact with the first tubular portion 30.
- the lower portion 43 is formed with slits 25e extending upward from the lower end of the second tubular portion 25b on both front and rear sides.
- the slit 25e serves as an entrance for the gas generated in the cell chamber 13 to enter the inside of the second tubular portion 25b.
- the upper end of the slit 25e reaches the lower end of the thread 25d formed in the intermediate portion 42, and the lower end of the thread 25d is cut out at a position overlapping the upper end of the slit 25e.
- the second filter 37 is housed inside the upper portion 41 of the second tubular portion 25b.
- the second filter 37 is for increasing the exhaust resistance of the gas in cooperation with the first filter 36b, and is formed in a disk shape having a certain thickness.
- the second filter 37 is specifically, for example, a porous body having continuous pores.
- the porous body is a sintered body of ceramics such as alumina and resin particles such as polypropylene.
- the pore diameter of the filter is, for example, an average diameter of several tens to several hundreds of ⁇ m.
- circular openings 25f are formed on both front and rear sides at positions corresponding to the outer peripheral surface of the second filter 37 in the upper portion 41 of the second tubular portion 25b.
- the opening 25f is an example of an opening that communicates the inside and the outside of the second tubular portion 25b.
- a splash-proof body 38 is housed under the second filter 37 inside the second tubular portion 25b. The splash-proof body 38 is for passing the gas generated in the cell chamber 13 while preventing the mist of the electrolytic solution 50 in the cell chamber 13 from reaching the second filter 37.
- a regulating portion 25g that regulates the vertical position of the packing 25c is integrally provided on the outer peripheral surface of the upper portion 41 of the second tubular portion 25b.
- the restricting portion 25g goes around the second tubular portion 25b once except for the portion where the circular opening 25f of the second tubular portion 25b is formed.
- the packing 25c is formed in a ring shape by synthetic rubber or the like. As shown in FIG. 6, when the liquid port plug 25 is inserted into the liquid injection port 23, the space between the upper surface of the recess 23a of the liquid injection port 23 and the lower surface of the disc-shaped plug member 25a is airtightly provided by the packing 25c. It is sealed.
- the leftmost cell chamber 13 of the six cell chambers 13 shown in FIG. 6 is referred to as the first cell chamber 131, and the second cell chamber 132 to the second cell chamber 132 is sequentially directed toward the right side. It is called a 6-cell room 136.
- the gas generated in the fourth cell chamber 134 is from the lower opening of the first cylinder portion 30 or the slit 33 of the first cylinder portion 30 to the first cylinder portion. It flows between the 30 and the lower portion 43 of the second tubular portion 25b.
- the gas that has flowed in between the first cylinder portion 30 and the lower portion 43 of the second cylinder portion 25b is from the slit 25e of the second cylinder portion 25b to the inside of the second cylinder portion 25b (that is, the individual passage 27a). Inflow to.
- the gas flowing into the inside of the second tubular portion 25b passes through the labyrinthine passage formed by the splash proof body 38.
- the gas that has passed through the labyrinthine passage passes through the second filter 37 and flows into the common passage 26a through the opening 25f of the second tubular portion 25b.
- the gas flow in the common passage 26a will be described with reference to FIG. 7.
- the gas flowing into the common passage 26a from the individual passage 27a of the fourth cell chamber 134 flows to the left side in the common passage 26a.
- the gas generated in the cell chamber 13 (the fifth cell chamber 135 and the sixth cell chamber 136) on the right side of the fourth cell chamber 134 is the first cylinder portion 30 and the second cylinder portion 25b of the fourth cell chamber 134. It flows to the left through the arcuate passage between them. Therefore, the gas generated in the 5th cell chamber 135 and the 6th cell chamber 136 flows to the left side without passing through the second filter 37 provided in the liquid port plug 25 of the 4th cell chamber 134.
- a part of the gas flowing through the common passage 26a flows from the recessed portion 35j of the third tubular portion 35c of the module component 35 into the gap between the recessed portion 34 and the module component 35. ..
- the remaining part abuts on the right end surface of the third tubular portion 35c and is folded back, and flows from the recessed portion 35j of the third tubular portion 35c into the gap between the recessed portion 34 and the module component 35.
- the gas flowing into the gap between the recess 34 and the module component 35 is a plate. It wraps around to the underside of the valve body 36c. When the gas pressure rises above a certain value in that state, the valve body 36c is lifted upward by the gas and the module component 35 opens.
- the gas flows upward and passes through the first filter 36b.
- a gap is formed between the ceiling wall 35k of the fourth tubular portion 35e and the first filter 36b by the convex portion 35g, so that the gas that has passed through the first filter 36b enters the gap. It flows in and flows into the third tubular portion 35c through the opening 35f formed in the ceiling wall 35k of the fourth tubular portion 35e. The gas that has flowed into the third tubular portion 35c is exhausted to the outside through the exhaust port 35b formed in the closing member 35a.
- the second filter 37 is arranged in the individual passage 27a. Therefore, the exhaust resistance becomes larger than that of the lead storage battery described in Patent Document 1. Therefore, as compared with the lead storage battery described in Patent Document 1, the pressure in the cell chamber 13 rises to the saturated vapor pressure in a short time, and the electrolytic solution 50 is less likely to decrease. Therefore, according to the lead storage battery 1, as compared with the lead storage battery described in Patent Document 1, it is possible to suppress the variation in the liquid level height of the electrolytic solution 50 among the cell chambers 13 and the decrease of the electrolytic solution 50 in each cell chamber 13.
- the lid member 11 since the common passage portion 26 is integrated with the lid member 11, the lid member 11 does not have to have a double structure. Therefore, the number of parts can be reduced.
- the first filter 36b and the on-off valve are modularized as one component, and the components are arranged in the common passage 26a from the outside. , The work of arranging the first filter 36b and the on-off valve in the common passage 26a becomes easy.
- the lid member 11 has a single structure
- the lid member 11 has a double structure including an inner lid and an upper lid as in the invention described in Patent Document 1. May be good.
- a common passage and an individual passage may be formed between the inner lid and the upper lid as in the invention described in Patent Document 1.
- valve body 36c is seated on the valve seat 36h in a horizontal posture and the valve is opened by the pressure of gas has been described as an example.
- the valve body may be configured to sit on the valve seat in a posture in which the plate surface faces the horizontal direction. Then, the valve body may be urged toward the valve seat by a coil spring or the like, and the valve body may be separated from the valve seat against the urging force of the coil spring when the gas pressure becomes high.
- Opening (an example of an opening that communicates the internal space of the third cylinder portion and the internal space of the fourth cylinder portion) ) 35k ... Ceiling wall 36a ... Filter case 36b ... First filter 36c ... Valve body (example of on-off valve) 36h ... Valve seat (an example of an on-off valve) 37 ... Second filter 41 ... Upper part 42 ... Intermediate part 43 ... Lower part 50 ... Electrolyte
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Abstract
鉛蓄電池(1)であって、共通通路(26a)において各セル室(13)で発生したガスが共通に通過する位置に配されている第1のフィルタ(36b)と、共通通路(26a)において各セル室(13)で発生したガスが共通に通過する位置に配されており、ガスの圧力によって開弁する開閉弁(36c、36h)と、各個別通路(27a)に配されている第2のフィルタ(37)と、を備える。
Description
本明細書で開示する技術は、鉛蓄電池に関する。
一般に鉛蓄電池は電極と電解液とが収容されているセル室を複数有しており、各セル室で生じたガス(例えば電解液から蒸発した水分)を排気口から外部に排気する。各セル室で生じたガスを外部に排気すると電解液が減少する。このため、電解液がある程度まで減少すると各セル室に精製水を補充する必要がある。この作業の頻度を低減するために、電解液の減少が抑制されることが好ましい。
このため、従来、各セル室で生じたガスを共通の排気口から外部に排気する共通通路と、共通通路に配されているフィルタとを備える鉛蓄電池において、共通通路に開閉弁を配し、開閉弁によって共通通路の排気抵抗を増大させることによって電解液の減少を抑制するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、特許文献1に記載の鉛蓄電池は、上側が開口している電槽と、電槽の開口を閉塞する中蓋と、中蓋の上に配される上蓋とを備えている。当該鉛蓄電池では中蓋と上蓋との間に、共通通路と、各セル室と共通通路とを個別に連通する個別通路とが形成されており、共通通路にフィルタと通路開閉弁とが配されている。
しかしながら、特許文献1に記載の鉛蓄電池は、セル室間での電解液の液面高さのばらつき及び各セル室における電解液の減少を抑制する上で改善の余地があった。
本明細書では、セル室間での電解液の液面高さのばらつき及び各セル室における電解液の減少を抑制する技術を開示する。
本明細書では、セル室間での電解液の液面高さのばらつき及び各セル室における電解液の減少を抑制する技術を開示する。
電極と電解液とが収容されているセル室を複数有する鉛蓄電池であって、各前記セル室で発生したガスを共通の排気口から外部に排気する共通通路を形成する共通通路部と、前記セル室毎に設けられており、前記セル室と前記共通通路とを個別に連通する個別通路を形成する個別通路部と、前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されている第1のフィルタと、前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されており、前記ガスの圧力によって開弁する開閉弁と、各前記個別通路に配されている第2のフィルタと、を備える、鉛蓄電池。
(本実施形態の概要)
(1)本発明の一局面によれば、電極と電解液とが収容されているセル室を複数有する鉛蓄電池は、各前記セル室で発生したガスを共通の排気口から外部に排気する共通通路を形成する共通通路部と、前記セル室毎に設けられており、前記セル室と前記共通通路とを個別に連通する個別通路を形成する個別通路部と、前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されている第1のフィルタと、前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されており、前記ガスの圧力によって開弁する開閉弁と、各前記個別通路に配されている第2のフィルタと、を備える。
(1)本発明の一局面によれば、電極と電解液とが収容されているセル室を複数有する鉛蓄電池は、各前記セル室で発生したガスを共通の排気口から外部に排気する共通通路を形成する共通通路部と、前記セル室毎に設けられており、前記セル室と前記共通通路とを個別に連通する個別通路を形成する個別通路部と、前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されている第1のフィルタと、前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されており、前記ガスの圧力によって開弁する開閉弁と、各前記個別通路に配されている第2のフィルタと、を備える。
上記の「共通の排気口から外部に排気する」とは、各セル室で発生したガスを同じ排気口から外部に排気することをいう。
前述した特許文献1に記載の鉛蓄電池は個別通路にフィルタが配されていないため、各セル室からフィルタ(共通通路に配されているフィルタ)までの距離がセル室によって異なる。本願発明者は、各セル室からフィルタまでの距離がセル室によって異なると、セル室間で電解液の液面高さがばらつき易いことを見出した。具体的には、フィルタまでの距離が短いセル室は、フィルタまでの距離が長いセル室に比べてガスがフィルタに到達し易いことから、電解液が減液し易い。このため、セル室間で電解液の液面高さがばらつき易い。
自動車に搭載される鉛蓄電池の場合は、端にあるセル室がエンジンの熱の影響を受け易いため、端にあるセル室の減液が進み易い。このため、エンジンの熱の影響によって各セル室間の液面高さがばらつくこともある。
前述した特許文献1に記載の鉛蓄電池は個別通路にフィルタが配されていないため、各セル室からフィルタ(共通通路に配されているフィルタ)までの距離がセル室によって異なる。本願発明者は、各セル室からフィルタまでの距離がセル室によって異なると、セル室間で電解液の液面高さがばらつき易いことを見出した。具体的には、フィルタまでの距離が短いセル室は、フィルタまでの距離が長いセル室に比べてガスがフィルタに到達し易いことから、電解液が減液し易い。このため、セル室間で電解液の液面高さがばらつき易い。
自動車に搭載される鉛蓄電池の場合は、端にあるセル室がエンジンの熱の影響を受け易いため、端にあるセル室の減液が進み易い。このため、エンジンの熱の影響によって各セル室間の液面高さがばらつくこともある。
上記の鉛蓄電池によると、共通通路に第1のフィルタが配されているだけでなく、個別通路にも第2のフィルタが配されている。個別通路に第2のフィルタを配すると各セル室から第2のフィルタまでの距離が均一になるので、電解液の減少の仕方が均一になり易い。このため、特許文献1に記載に鉛蓄電池に比べて電解液の液面高さのばらつきを抑制できる。熱の影響によって液面高さがばらつく場合も、第2のフィルタが配されていることによってガスが通過し難くなることから、電解液の液面高さのばらつきを抑制できる。
更に、本願発明者は、前述した特許文献1に記載の鉛蓄電池は、個別通路にフィルタが配されていないことから、共通通路に開閉弁が設けられていても電解液が減少し易いことを見出した。具体的には、個別通路にフィルタが配されていないと、共通通路に開閉弁が設けられていても各セル室内の圧力が上昇し難い。このため、セル室内の圧力が飽和蒸気圧(ガスが液体に戻る圧力)になるまでに時間がかかる。飽和蒸気圧になるまでに時間がかかるとその間にフィルタ(共通通路に配されているフィルタ)を通過するガスの量が多くなるため、電解液が減少し易い。
上記の鉛蓄電池によると、共通通路に第1のフィルタ及び開閉弁が配されていることに加えて、個別通路にも第2のフィルタが配されているので、特許文献1に記載の鉛蓄電池に比べて排気抵抗が大きくなる。このため、特許文献1に記載の鉛蓄電池に比べてセル室内の圧力が短い時間で飽和蒸気圧まで上昇し、電解液が減少し難くなる。
よって上記の鉛蓄電池によると、特許文献1に記載に鉛蓄電池に比べ、セル室間での電解液の液面高さのばらつき及び各セル室における電解液の減少を抑制できる。
よって上記の鉛蓄電池によると、特許文献1に記載に鉛蓄電池に比べ、セル室間での電解液の液面高さのばらつき及び各セル室における電解液の減少を抑制できる。
(2)本発明の一局面によれば、鉛蓄電池は、内部が複数の前記セル室に仕切られており、上側に開口している電槽と、前記開口を塞ぐ蓋部材であって、前記共通通路部が一体に形成されている蓋部材と、を備えてもよい。
前述した特許文献1に記載の鉛蓄電池は中蓋と外蓋とを備えており、中蓋と外蓋との間に共通通路が設けられている。すなわち、特許文献1に記載の鉛蓄電池は蓋が二重構造である。このため、蓋が一重構造である場合に比べて部品点数が増加する。上記の鉛蓄電池によると、共通通路部が蓋部材に一体化されているので、蓋部材を二重構造にしなくてよい。このため部品点数を削減できる。
(3)本発明の一局面によれば、前記蓋部材は、各前記セル室の上に設けられている注液口と、前記注液口に栓をする液口栓とを有し、前記共通通路部は、前記注液口毎に設けられている第1の筒部であって、前記注液口を囲んで前記蓋部材の下面から下に向かって筒状に延びる第1の筒部と、隣り合う前記第1の筒部同士を連通する連通路を形成する連通路部とを有し、前記個別通路部は前記液口栓と一体に設けられており、前記液口栓の下面から下に向かって筒状に延びる第2の筒部であって、内部に前記第2のフィルタが収容されており、外周面に開口が形成されている第2の筒部を有し、前記第2の筒部の前記開口より下側の部分が前記第1の筒部の内周面に密着しており、前記第2の筒部の内部に流入したガスが前記第2のフィルタを通過して前記開口から前記共通通路に流入してもよい。
上記の鉛蓄電池によると、個別通路に第2のフィルタが配されているので、各セル室から第2のフィルタまでの距離が均一になる。このため電解液の減少の仕方が均一になり易くなり、電解液の液面高さのばらつきを抑制できる。
更に、上記の鉛蓄電池によると、個別通路にも第2のフィルタが配されているので、個別通路に第2のフィルタが配されていない場合に比べて排気抵抗が大きくなる。このため電解液が減少し難くなる。
更に、上記の鉛蓄電池によると、個別通路にも第2のフィルタが配されているので、個別通路に第2のフィルタが配されていない場合に比べて排気抵抗が大きくなる。このため電解液が減少し難くなる。
(4)本発明の一局面によれば、前記第1のフィルタと前記開閉弁とが一つの部品としてモジュール化されており、前記部品は、前記共通通路の開口を閉塞する閉塞部材であって、前記排気口が形成されている閉塞部材を備え、前記部品が外側から前記共通通路の内部に取り付けられていてもよい。
前述した特許文献1に記載の鉛蓄電池は蓋が二重構造である。蓋が二重構造である場合、中蓋と上蓋とが熱溶着などによって接合される前であれば、上蓋を外すことで共通通路の内部に容易にアクセスできる。このため、共通通路に第1のフィルタや開閉弁を配することが容易である。
これに対し、上記の鉛蓄電池は蓋部材が一重構造である。蓋部材が一重構造の場合は共通通路の内部にアクセスし難いことから、共通通路部の内部に第1のフィルタや開閉弁を配することが困難である。
上記の鉛蓄電池によると、第1のフィルタと開閉弁とが一つの部品としてモジュール化されているので、当該部品を外側から共通通路内に配することにより、第1のフィルタと開閉弁とを共通通路内に配する作業が容易になる。
これに対し、上記の鉛蓄電池は蓋部材が一重構造である。蓋部材が一重構造の場合は共通通路の内部にアクセスし難いことから、共通通路部の内部に第1のフィルタや開閉弁を配することが困難である。
上記の鉛蓄電池によると、第1のフィルタと開閉弁とが一つの部品としてモジュール化されているので、当該部品を外側から共通通路内に配することにより、第1のフィルタと開閉弁とを共通通路内に配する作業が容易になる。
(5)本発明の一局面によれば、前記部品は、前記排気口を囲んで前記閉塞部材から当該鉛蓄電池の内側に延出しており、先端側が閉塞されている有底筒状の第3の筒部と、前記第3の筒部の下に一体に形成されており、下に向かって開口する有底筒状の第4の筒部であって、当該第4の筒部の天井壁に前記第3の筒部の内部空間と当該第4の筒部の内部空間とを連通する開口が形成されている第4の筒部と、前記第4の筒部の内部に収容されている筒状のフィルタケースであって、内側に前記第1のフィルタが収容されており、前記第1のフィルタの下に板状の弁本体が収容されているフィルタケースと、前記フィルタケースの下端部に一体に形成されており、前記弁本体が水平姿勢で着座する弁座と、を備え、前記セル室から前記共通通路に流入したガスによって前記弁本体が上に持ち上げられることによって前記開閉弁が開弁してもよい。
上記の鉛蓄電池によると、第1のフィルタと開閉弁とが一つの部品としてモジュール化されているので、当該部品を外側から共通通路内に配することにより、第1のフィルタと開閉弁とを共通通路内に配する作業が容易になる。
<実施形態1>
実施形態1を図1ないし図14によって説明する。以降の説明において前後方向、左右方向、上下方向とは、図1に示す前後方向、左右方向、上下方向を基準とする。以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
実施形態1を図1ないし図14によって説明する。以降の説明において前後方向、左右方向、上下方向とは、図1に示す前後方向、左右方向、上下方向を基準とする。以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
(1)鉛蓄電池の構造
図1を参照して、実施形態1に係る鉛蓄電池1について説明する。鉛蓄電池1は自動車に搭載されてエンジン始動装置(スタータモータ)や補機類(電動パワーステアリング、電動ブレーキ、ヘッドライト、エアコンなど)に電力を供給するものである。鉛蓄電池1は液式鉛蓄電池であり、上側に開口する合成樹脂製の電槽10と、電槽10の開口を塞ぐ合成樹脂製の蓋部材11とを備える。
図1を参照して、実施形態1に係る鉛蓄電池1について説明する。鉛蓄電池1は自動車に搭載されてエンジン始動装置(スタータモータ)や補機類(電動パワーステアリング、電動ブレーキ、ヘッドライト、エアコンなど)に電力を供給するものである。鉛蓄電池1は液式鉛蓄電池であり、上側に開口する合成樹脂製の電槽10と、電槽10の開口を塞ぐ合成樹脂製の蓋部材11とを備える。
図2に示すように、電槽10は上側から見て長方形状であり、内部に5つの隔壁12が左右方向に等間隔で形成されている。それらの隔壁12によって電槽10の内部が6つのセル室13に区画されている。
図1に示すように、蓋部材11は4辺から下に向かって延出する枠体14を有している。蓋部材11には上に向かってT字状に張り出す張り出し部15が形成されている。蓋部材11の上面には張り出し部15が形成されていない2箇所の隅部のうち一方の隅部に正極外部端子16が固定されており、他方の隅部に負極外部端子17が固定されている。
図3に示すように、蓋部材11の張り出し部15は下から見ると上に向かってT字状に凹む凹部として形成されている。蓋部材11の裏面には電槽10に形成されている隔壁12に対応して5つの隔壁18が形成されている。
図4に示すように、蓋部材11の裏面に形成されている隔壁18の下端面は電槽10に形成されている隔壁12の上端面に熱溶着などによって接続される。これにより各セル室13が仕切られる。
図4に示すように、蓋部材11の裏面に形成されている隔壁18の下端面は電槽10に形成されている隔壁12の上端面に熱溶着などによって接続される。これにより各セル室13が仕切られる。
各セル室13には、極板群19と、希硫酸からなる電解液50とが収容されている。極板群19は正極板19aと負極板19bとを間にセパレータ19cを挟んで横方向に交互に積層したものである。各極板19a,19bは格子体に活物質が充填されたものである。正極板19a及び負極板19bは電極の一例である。
図5に示すように、各極板19a,19bの上端部には耳部20が設けられている。図4に示すように、1つのセル室13内の同じ極性の極板19a,19bはストラップ21によって耳部20が連結されている。ストラップ21は例えば左右方向に長い板状であり、セル室13ごとに正極用と負極用とが1組設けられている。
図2に示すように、隔壁12には開口22が形成されている。図4に示すように、隣接するセル室13の正負のストラップ21は開口22を介して溶接などによって接続されている。これにより各セル室13の極板群19が直列に接続されている。
図2に示すように、隔壁12には開口22が形成されている。図4に示すように、隣接するセル室13の正負のストラップ21は開口22を介して溶接などによって接続されている。これにより各セル室13の極板群19が直列に接続されている。
図5を参照して、正極外部端子16及び負極外部端子17について説明する。正極外部端子16の構造と負極外部端子17の構造とは実質的に同一であるため、ここでは負極外部端子17を例に説明する。負極外部端子17はブッシング17aと極柱17bとを備える。ブッシング17aは鉛合金等の金属製であり、円筒状に形成されている。ブッシング17aは上側部分が蓋部材11の上面から上に突出している。極柱17bは鉛合金等の金属製であり、円柱状に形成されている。極柱17bはブッシング17aの内側に挿入されており、下側がブッシング17aから下に突出している。極柱17bの下端部は、最も左側のセル室13に収容されている負極用のストラップ21に溶接などによって接続されている。
図1に示すように、蓋部材11のT字状の張り出し部15には各セル室13の上方となる位置に注液口23が設けられている。注液口23は各セル室13に電解液50を注入するための開口であるとともに、セル室13内の電解液50が減少した場合に補水液を補充するための開口である。
図6に示すように、注液口23は円形に凹む凹部23aと、凹部23aの底壁に形成されている開口23bとを有している。注液口23は液口栓25によって塞がれている。液口栓25についての説明は後述する。
図6に示すように、注液口23は円形に凹む凹部23aと、凹部23aの底壁に形成されている開口23bとを有している。注液口23は液口栓25によって塞がれている。液口栓25についての説明は後述する。
図3に示すように、蓋部材11の下面には各セル室13で発生したガスを外部に排気する共通通路26a(図7参照)を形成する共通通路部26が設けられている。詳しくは後述するが、鉛蓄電池1は各セル室13と共通通路26aとを個別に連通する個別通路27a(図13参照)を形成する個別通路部も備えている。
以下、液口栓25、共通通路26a及び個別通路27aについて具体的に説明する。ここでは先ず共通通路26aについて説明し、その後に液口栓25及び個別通路27aについて説明する。
(1-1)共通通路
図3に示すように、共通通路部26は、注液口23毎に設けられている第1の筒部30と、隣り合う第1の筒部30の間に設けられている連通路部31とを有している。連通路部31は最も左側の第1の筒部30の左側、及び、最も右側の第1の筒部30の右側にも設けられている。
図7に示すように、共通通路26aは、第1の筒部30の内周面と液口栓25の後述する第2の筒部25bの外周面との間の円弧状の通路と、連通路部31によって形成されている直線状の連通路とを有している。
図3に示すように、共通通路部26は、注液口23毎に設けられている第1の筒部30と、隣り合う第1の筒部30の間に設けられている連通路部31とを有している。連通路部31は最も左側の第1の筒部30の左側、及び、最も右側の第1の筒部30の右側にも設けられている。
図7に示すように、共通通路26aは、第1の筒部30の内周面と液口栓25の後述する第2の筒部25bの外周面との間の円弧状の通路と、連通路部31によって形成されている直線状の連通路とを有している。
図6に示すように、第1の筒部30は注液口23の開口23bを囲んで蓋部材11の下面11a(図3参照)から下に向かって円筒状に延びている。第1の筒部30の内周面には螺旋状に張り出すねじ山32が形成されている。ねじ山32は第1の筒部30の内周面を一周するに満たない長さである。
図3及び図6に示すように、第1の筒部30には第1の筒部30の下端から上に向かって延びるスリット33が前後両側に形成されている。図4に示すように、スリット33は、電解液50の液面が第1の筒部30の下端より上になっても、セル室13で発生したガスが第1の筒部30の内部に流入できるようにするために形成されている。
図3及び図6に示すように、第1の筒部30には第1の筒部30の下端から上に向かって延びるスリット33が前後両側に形成されている。図4に示すように、スリット33は、電解液50の液面が第1の筒部30の下端より上になっても、セル室13で発生したガスが第1の筒部30の内部に流入できるようにするために形成されている。
図6及び図7に示すように、蓋部材11の左側の側面には右側に向かって略矩形状に凹む凹部34が形成されている。左側から見て凹部34の奥側の壁には最も左側の連通路の開口が形成されている。同様に、蓋部材11の右側の側面には左側に向かって矩形状に凹む凹部34が形成されている。右側から見て右側の凹部34の奥側の壁には最も右側の連通路の開口が形成されている。凹部34は共通通路26aの一部である。蓋部材11において凹部34を形成している部分は共通通路部26の一部を構成している。凹部34の位置は各セル室13で発生したガスが共通に通過する位置の一例である。
左側の凹部34にはモジュール部品35が取り付けられている。モジュール部品35は後述する第1のフィルタ36b(図9参照)と後述する開閉弁とが一つの部品としてモジュール化されたものである。モジュール部品35は左側の凹部34に収容された状態で熱溶着などによって蓋部材11に固定されている。右側の凹部34には右側の凹部34の開口を閉塞する合成樹脂製のキャップ39が熱溶着などによって固定されている。左側の凹部34にキャップ39が取り付けられ、右側の凹部34にモジュール部品35が取り付けられてもよい。
図8に示すように、モジュール部品35は左側の凹部34の開口を閉塞する板状の閉塞部材35aを備えている。閉塞部材35aには円形の排気口35bが形成されている。図9に示すように、閉塞部材35aの右側の面には排気口35bの周囲を囲んで右側に延びる第3の筒部35cが形成されている。第3の筒部35cは右側が塞がれた有底筒状に形成されている。
図10に示すように、第3の筒部35cの先端部は、上側部分の中央部分を残して前側部分と後側部分とが切り欠かれるように凹んでおり、前側の凹み部35jと後側の凹み部35jとが形成されている。第3の筒部35cの右側の端面からは、第3の筒部35cの外周縁部の少し内側から右側に向かって延びる環状のリブ35dが形成されている。環状のリブ35dの右側を向く端面のうち概ね円弧状の部分には右側に向かって張り出す嵌合部35mが形成されている。嵌合部35mは最も左側の連通路に嵌合挿入される。
図9に示すように、第3の筒部35cの下側には下に向かって開口する有底筒状の第4の筒部35eが一体に形成されている。第4の筒部35eは一部が閉塞部材35aとも一体化している。第4の筒部35eの下端は閉塞部材35aの下端より上に位置している。このため、図6に示すように、凹部34にモジュール部品35を取り付けた状態のとき、第4の筒部35eの下端と凹部34の底面との間に隙間が生じる。
図9に示すように、第4の筒部35eの天井壁35kには第3の筒部35cの内部空間と第4の筒部35eの内部空間とを連通する開口35fが形成されている。図9では一部しか見えていないが、第4の筒部35eの天井壁35kの下面には下に向かって凸となる4つの凸部35gが第4の筒部35eの周方向に等間隔に形成されている。
第4の筒部35eの内部には弁機能付きフィルタ36が下側から圧入されている。弁機能付きフィルタ36はフィルタケース36a、フィルタケース36aの内部に収容されている第1のフィルタ36b、及び、フィルタケース36aの内部において第1のフィルタ36bの下に配されている円板状の弁本体36cを備えている。
第4の筒部35eの内部には弁機能付きフィルタ36が下側から圧入されている。弁機能付きフィルタ36はフィルタケース36a、フィルタケース36aの内部に収容されている第1のフィルタ36b、及び、フィルタケース36aの内部において第1のフィルタ36bの下に配されている円板状の弁本体36cを備えている。
図11を参照して、弁機能付きフィルタ36についてより具体的に説明する。フィルタケース36aは合成樹脂製であり、円筒状に形成されている。フィルタケース36aの下側部分は上側部分に比べて外径及び内径が小さくなっており、下側部分の下端部に弁本体36cが水平姿勢で着座する弁座36hが一体に形成されている。弁座36hはフィルタケース36aの下側部分の下端部の内周面から内側に環状に張り出すように形成されている。弁本体36cと弁座36hとは開閉弁の一例である。
図11では一部しか見えていないが、弁座36hの上面には下に向かって凹む3つの溝36iが周方向に等間隔に設けられている。これらの溝36iはフィルタケース36aの中心から外に向かって放射状に延びるように形成されている。弁座36hには溝36iに替えて上側に凸となる凸部が設けられていてもよい。
第1のフィルタ36bは外部からの炎を遮断する防爆機能のために装着されており、ある程度の厚みを有する円板状に形成されている。第1のフィルタ36bは、具体的には例えば連続した空孔を有する多孔質体である。多孔質体は、具体的には例えばアルミナ等のセラミックスやポリプロピレン等の樹脂粒子の焼結体である。第1のフィルタ36bの孔径は例えば平均径が数十~数百μmである。第1のフィルタ36bは、後述する個別通路27aに配されている第2のフィルタ37と協働して、セル室13で発生したガスの排気抵抗を大きくする役割も有している。
第1のフィルタ36bは外部からの炎を遮断する防爆機能のために装着されており、ある程度の厚みを有する円板状に形成されている。第1のフィルタ36bは、具体的には例えば連続した空孔を有する多孔質体である。多孔質体は、具体的には例えばアルミナ等のセラミックスやポリプロピレン等の樹脂粒子の焼結体である。第1のフィルタ36bの孔径は例えば平均径が数十~数百μmである。第1のフィルタ36bは、後述する個別通路27aに配されている第2のフィルタ37と協働して、セル室13で発生したガスの排気抵抗を大きくする役割も有している。
弁本体36cは合成樹脂製であり、円板状に形成されている。弁本体36cの直径はフィルタケース36aの下側部分の内径より小さく、弁座36hの開口の直径より大きい。弁本体36cは、セル室13内の圧力が低いときは自重によって弁座36hの上に水平姿勢で着座する。
弁座36hの上面に溝36iが形成されているので、弁本体36cが弁座36hに着座しても弁本体36cと弁座36hとの間に間隙が存在する。この間隙があることにより、セル室13内の圧力は大気圧より低くならない。例えば弁本体36cが弁座36hの上面に完全に密着する場合は、鉛蓄電池1の温度が低下した際に大気が弁本体36cを通過できず、セル室13の内圧が低下して大気圧よりも低くなる。そうなると電槽10の外壁が内側へ湾曲し、電槽10の内部の電解液50の液面が上昇して溢液が発生し易くなる。これに対し、間隙を設けると、鉛蓄電池1の温度が低下したときの電槽10の内圧の低下が抑制されるので、電解液50の溢液が抑制される。
弁座36hの上面に溝36iが形成されているので、弁本体36cが弁座36hに着座しても弁本体36cと弁座36hとの間に間隙が存在する。この間隙があることにより、セル室13内の圧力は大気圧より低くならない。例えば弁本体36cが弁座36hの上面に完全に密着する場合は、鉛蓄電池1の温度が低下した際に大気が弁本体36cを通過できず、セル室13の内圧が低下して大気圧よりも低くなる。そうなると電槽10の外壁が内側へ湾曲し、電槽10の内部の電解液50の液面が上昇して溢液が発生し易くなる。これに対し、間隙を設けると、鉛蓄電池1の温度が低下したときの電槽10の内圧の低下が抑制されるので、電解液50の溢液が抑制される。
(1-2)液口栓及び個別通路
図12に示すように、液口栓25は、注液口23に蓋をする円板状の栓部材25a、栓部材25aの下面hから下に向かって筒状に延びる第2の筒部25b、及び、第2の筒部25bの上端部の外周に取り付けられているパッキン25cを有している。第2の筒部25bの内部は個別通路の一例である。第2の筒部25bは個別通路27aを形成する個別通路部の一例である。
図12に示すように、液口栓25は、注液口23に蓋をする円板状の栓部材25a、栓部材25aの下面hから下に向かって筒状に延びる第2の筒部25b、及び、第2の筒部25bの上端部の外周に取り付けられているパッキン25cを有している。第2の筒部25bの内部は個別通路の一例である。第2の筒部25bは個別通路27aを形成する個別通路部の一例である。
図1に示すように、液口栓25の上面には硬貨などによって液口栓25を第1の筒部30の内部にねじ止めするための溝が十字状に形成されている。
図12に示すように、第2の筒部25bは上側部分41、中間部分42及び下側部分43からなる。中間部分42の外周面にはねじ山25dが形成されている。図6に示すように、注液口23から挿入された液口栓25はねじ山25dが第1の筒部30のねじ山32に螺合することによって蓋部材11に固定される。
図12に示すように、第2の筒部25bは上側部分41、中間部分42及び下側部分43からなる。中間部分42の外周面にはねじ山25dが形成されている。図6に示すように、注液口23から挿入された液口栓25はねじ山25dが第1の筒部30のねじ山32に螺合することによって蓋部材11に固定される。
図6に示すように、第2の筒部25bの上側部分41の外径は第1の筒部30の内径より小さい。このため、第1の筒部30の内周面と第2の筒部25bの上側部分41の外周面との間に隙間が生じる。第2の筒部25bの下側部分43の外径も第1の筒部30の内径より小さい。このため、第1の筒部30の内周面と下側部分43の外周面との間にも隙間が生じる。これに対し、中間部分42は第1の筒部30に密着している。
図12に示すように、下側部分43には第2の筒部25bの下端から上に向かって延びるスリット25eが前後両側に形成されている。スリット25eはセル室13で発生したガスが第2の筒部25bの内部に入り込む入り口となる。スリット25eの上端は中間部分42に形成されているねじ山25dの下端部まで達しており、ねじ山25dの下端部はスリット25eの上端部に重なる位置が切り欠かれている。
図13に示すように、第2の筒部25bの上側部分41の内部には第2のフィルタ37が収容されている。第2のフィルタ37は第1のフィルタ36bと協働してガスの排気抵抗を大きくするためのものであり、ある程度の厚みを有する円板状に形成されている。第2のフィルタ37は、具体的には例えば連続した空孔を有する多孔質体である。多孔質体は、具体的には例えばアルミナ等のセラミックスやポリプロピレン等の樹脂粒子の焼結体である。フィルタの孔径は例えば平均径が数十~数百μmである。
図12及び図13に示すように、第2の筒部25bの上側部分41において第2のフィルタ37の外周面に対応する位置には前後両側に円形の開口25fが形成されている。開口25fは第2の筒部25bの内部と外部とを連通する開口の一例である。
図13に示すように、第2の筒部25bの内部において第2のフィルタ37の下には防沫体38が収容されている。防沫体38は、セル室13内で発生したガスを通過させる一方、セル室13内の電解液50のミストが第2のフィルタ37に到達することを阻害するためのものである。
図13に示すように、第2の筒部25bの内部において第2のフィルタ37の下には防沫体38が収容されている。防沫体38は、セル室13内で発生したガスを通過させる一方、セル室13内の電解液50のミストが第2のフィルタ37に到達することを阻害するためのものである。
図14を参照して、防沫体38について具体的に説明する。防沫体38は合成樹脂性であり、円板状の底部38a、支柱部38b、複数の防沫板38cを備えている。底部38aは第2の筒部25bの下側の開口を閉塞している。複数の防沫板38cは第2の筒部25bの内部(すなわち個別通路27a)に迷路状の通路を形成するためのものである。第2の筒部25bの内部が迷路状であることにより、セル室13内で生じた電解液50のミストが第2のフィルタ37まで到達し難くなる。
図12及び図13に示すように、第2の筒部25bの上側部分41の外周面にはパッキン25cの上下方向の位置を規制する規制部25gが一体に設けられている。規制部25gは第2の筒部25bの円形の開口25fが形成されている部分を除いて第2の筒部25bを1周している。
パッキン25cは合成ゴムなどによってリング状に形成されている。図6に示すように、注液口23に液口栓25が挿入されると、注液口23の凹部23aの上面と円板状の栓部材25aの下面との間がパッキン25cによって気密に密閉される。
(2)ガスの排気の流れ
便宜上、ここでは図6に示す6つのセル室13のうち最も左側のセル室13を第1セル室131といい、右側に向かって順に第2セル室132から第6セル室136という。
例えば第4セル室134を例に説明すると、第4セル室134で発生したガスは、第1の筒部30の下側の開口あるいは第1の筒部30のスリット33から第1の筒部30と第2の筒部25bの下側部分43との間に流入する。
第1の筒部30と第2の筒部25bの下側部分43との間に流入したガスは第2の筒部25bのスリット25eから第2の筒部25bの内部(すなわち個別通路27a)に流入する。第2の筒部25bの内部に流入したガスは防沫体38によって形成されている迷路状の通路を通過する。迷路状の通路を通過したガスは第2のフィルタ37を通過し、第2の筒部25bの開口25fから共通通路26aに流入する。
便宜上、ここでは図6に示す6つのセル室13のうち最も左側のセル室13を第1セル室131といい、右側に向かって順に第2セル室132から第6セル室136という。
例えば第4セル室134を例に説明すると、第4セル室134で発生したガスは、第1の筒部30の下側の開口あるいは第1の筒部30のスリット33から第1の筒部30と第2の筒部25bの下側部分43との間に流入する。
第1の筒部30と第2の筒部25bの下側部分43との間に流入したガスは第2の筒部25bのスリット25eから第2の筒部25bの内部(すなわち個別通路27a)に流入する。第2の筒部25bの内部に流入したガスは防沫体38によって形成されている迷路状の通路を通過する。迷路状の通路を通過したガスは第2のフィルタ37を通過し、第2の筒部25bの開口25fから共通通路26aに流入する。
図7を参照して、共通通路26aにおけるガスの流れについて説明する。例えば第4セル室134を例に説明すると、第4セル室134の個別通路27aから共通通路26aに流入したガスは共通通路26aを左側に流れる。第4セル室134より右側のセル室13(第5セル室135及び第6セル室136)で発生したガスは、第4セル室134の第1の筒部30と第2の筒部25bとの間の円弧状の通路を通って左側に流れる。このため、第5セル室135や第6セル室136で発生したガスは、第4セル室134の液口栓25に設けられている第2のフィルタ37を通過することなく左側に流れる。
図6及び図10に示すように、共通通路26aを流れてきたガスの一部はモジュール部品35の第3の筒部35cの凹み部35jから凹部34とモジュール部品35との間の隙間に流れ込む。残りの一部は第3の筒部35cの右側の端面に突き当たって折り返し、第3の筒部35cの凹み部35jから凹部34とモジュール部品35との間の隙間に流れ込む。図6に示すようにモジュール部品35の第4の筒部35eの下端と凹部34の底面との間に隙間があることから、凹部34とモジュール部品35との間の隙間に流れ込んだガスは板状の弁本体36cの下側に回り込む。その状態でガスの圧力が一定値以上まで上昇すると弁本体36cがガスによって上側に持ち上げられてモジュール部品35が開弁する。
モジュール部品35が開弁するとガスが上に向かって流れ、第1のフィルタ36bを通過する。前述したように第4の筒部35eの天井壁35kと第1のフィルタ36bとの間には凸部35gによって隙間が形成されているので、第1のフィルタ36bを通過したガスがその隙間に流れ込み、第4の筒部35eの天井壁35kに形成されている開口35fを通って第3の筒部35cに流入する。第3の筒部35cに流入したガスは、閉塞部材35aに形成されている排気口35bから外部に排気される。
前述したように弁座36hの上面には溝36iが形成されていることにより、弁座36hと弁本体36cとの間には常に隙間が生じている。このため、ガスの圧力が一定値以上まで上昇しなくても、ガスの一部は弁座36hと弁本体36cとの間の隙間から流入し、第1のフィルタ36bを通過して外部に排気される。
(3)実施形態の効果
実施形態1に係る鉛蓄電池1によると、共通通路26aに第1のフィルタ36bが配されているだけでなく、個別通路27aに第2のフィルタ37が配されている。個別通路27aに第2のフィルタ37を配すると各セル室13から第2のフィルタ37までの距離が均一になるので、電解液50の減少の仕方が均一になり易い。このため、特許文献1に記載に鉛蓄電池に比べて電解液50の液面高さのばらつきを抑制できる。
更に、鉛蓄電池1によると、共通通路26aに第1のフィルタ36b及び開閉弁(弁本体36c及び弁座36h)が配されていることに加えて、個別通路27aに第2のフィルタ37が配されているので、特許文献1に記載の鉛蓄電池に比べて排気抵抗が大きくなる。このため、特許文献1に記載の鉛蓄電池に比べてセル室13内の圧力が短い時間で飽和蒸気圧まで上昇し、電解液50が減少し難くなる。
よって鉛蓄電池1によると、特許文献1に記載に鉛蓄電池に比べ、セル室13間での電解液50の液面高さのばらつき及び各セル室13における電解液50の減少を抑制できる。
実施形態1に係る鉛蓄電池1によると、共通通路26aに第1のフィルタ36bが配されているだけでなく、個別通路27aに第2のフィルタ37が配されている。個別通路27aに第2のフィルタ37を配すると各セル室13から第2のフィルタ37までの距離が均一になるので、電解液50の減少の仕方が均一になり易い。このため、特許文献1に記載に鉛蓄電池に比べて電解液50の液面高さのばらつきを抑制できる。
更に、鉛蓄電池1によると、共通通路26aに第1のフィルタ36b及び開閉弁(弁本体36c及び弁座36h)が配されていることに加えて、個別通路27aに第2のフィルタ37が配されているので、特許文献1に記載の鉛蓄電池に比べて排気抵抗が大きくなる。このため、特許文献1に記載の鉛蓄電池に比べてセル室13内の圧力が短い時間で飽和蒸気圧まで上昇し、電解液50が減少し難くなる。
よって鉛蓄電池1によると、特許文献1に記載に鉛蓄電池に比べ、セル室13間での電解液50の液面高さのばらつき及び各セル室13における電解液50の減少を抑制できる。
鉛蓄電池1によると、共通通路部26が蓋部材11に一体化されているので、蓋部材11を二重構造にしなくてよい。このため部品点数を削減できる。
鉛蓄電池1によると、第1のフィルタ36bと開閉弁(弁本体36c及び弁座36h)とが一つの部品としてモジュール化されているので、当該部品を外側から共通通路26a内に配することにより、第1のフィルタ36bと開閉弁とを共通通路26a内に配する作業が容易になる。
<他の実施形態>
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では蓋部材11が一重構造である場合を例に説明したが、蓋部材11は特許文献1に記載の発明と同様に中蓋と上蓋とからなる二重構造であってもよい。そして、特許文献1に記載の発明と同様に中蓋と上蓋との間に共通通路と個別通路とが形成されてもよい。
(2)上記実施形態では第1のフィルタ36bが開閉弁(弁本体36c及び弁座36h)よりも排気口35b側にある場合を例に説明したが、開閉弁が第1のフィルタよりも排気口35b側にあってもよい。
(3)上記実施形態では第1のフィルタ36bと開閉弁とが一つの部品としてモジュール化されている場合を例に説明したが、第1のフィルタと開閉弁とはモジュール化されていなくてもよい。
(4)上記実施形態では弁本体36cが水平姿勢で弁座36hに着座し、ガスの圧力によって開弁する場合を例に説明した。これに対し、弁本体は板面が水平方向を向く姿勢で弁座に着座する構成であってもよい。そして、コイルばねなどによって弁本体を弁座に向けて付勢し、ガスの圧力が高くなると弁本体がコイルばねの付勢力に抗して弁座から離座する構成であってもよい。
1…鉛蓄電池
10…電槽
11…蓋部材
13…セル室
19a…正極板(電極の一例)
19b…負極板(電極の一例)
23…注液口
25…液口栓
25b…第2の筒部(個別通路部の一例)
25f…開口(第2の筒部の内部と外部とを連通する開口の一例)
26…共通通路部
26a…共通通路
27a…個別通路
30…第1の筒部
31…連通路部
35…モジュール部品(部品の一例)
35a…閉塞部材
35b…排気口
35c…第3の筒部
35e…第4の筒部
35f…開口(第3の筒部の内部空間と第4の筒部の内部空間とを連通する開口の一例)35k…天井壁
36a…フィルタケース
36b…第1のフィルタ
36c…弁本体(開閉弁の一例)
36h…弁座(開閉弁の一例)
37…第2のフィルタ
41…上側部分
42…中間部分
43…下側部分
50…電解液
10…電槽
11…蓋部材
13…セル室
19a…正極板(電極の一例)
19b…負極板(電極の一例)
23…注液口
25…液口栓
25b…第2の筒部(個別通路部の一例)
25f…開口(第2の筒部の内部と外部とを連通する開口の一例)
26…共通通路部
26a…共通通路
27a…個別通路
30…第1の筒部
31…連通路部
35…モジュール部品(部品の一例)
35a…閉塞部材
35b…排気口
35c…第3の筒部
35e…第4の筒部
35f…開口(第3の筒部の内部空間と第4の筒部の内部空間とを連通する開口の一例)35k…天井壁
36a…フィルタケース
36b…第1のフィルタ
36c…弁本体(開閉弁の一例)
36h…弁座(開閉弁の一例)
37…第2のフィルタ
41…上側部分
42…中間部分
43…下側部分
50…電解液
Claims (5)
- 電極と電解液とが収容されているセル室を複数有する鉛蓄電池であって、
各前記セル室で発生したガスを共通の排気口から外部に排気する共通通路を形成する共通通路部と、
前記セル室毎に設けられており、前記セル室と前記共通通路とを個別に連通する個別通路を形成する個別通路部と、
前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されている第1のフィルタと、
前記共通通路において各前記セル室で発生したガスが共通に通過する位置に配されており、前記ガスの圧力によって開弁する開閉弁と、
各前記個別通路に配されている第2のフィルタと、
を備える、鉛蓄電池。 - 請求項1に記載の鉛蓄電池であって、
内部が複数の前記セル室に仕切られており、上側に開口している電槽と、
前記開口を塞ぐ蓋部材であって、前記共通通路部が一体に形成されている蓋部材と、
を備える、鉛蓄電池。 - 請求項2に記載の鉛蓄電池であって、
前記蓋部材は、各前記セル室の上に設けられている注液口と、前記注液口に栓をする液口栓とを有し、
前記共通通路部は、前記注液口毎に設けられている第1の筒部であって、前記注液口を囲んで前記蓋部材の下面から下に向かって筒状に延びる第1の筒部と、隣り合う前記第1の筒部同士を連通する連通路を形成する連通路部とを有し、
前記個別通路部は前記液口栓と一体に設けられており、前記液口栓の下面から下に向かって筒状に延びる第2の筒部であって、内部に前記第2のフィルタが収容されており、外周面に開口が形成されている第2の筒部を有し、
前記第2の筒部の前記開口より下側の部分が前記第1の筒部の内周面に密着しており、
前記第2の筒部の内部に流入したガスが前記第2のフィルタを通過して前記開口から前記共通通路に流入する、鉛蓄電池。 - 請求項2又は3に記載の鉛蓄電池であって、
前記第1のフィルタと前記開閉弁とが一つの部品としてモジュール化されており、
前記部品は、前記共通通路の開口を閉塞する閉塞部材であって、前記排気口が形成されている閉塞部材を備え、前記部品が外側から前記共通通路の内部に取り付けられている、鉛蓄電池。 - 請求項4に記載の鉛蓄電池であって、
前記部品は、
前記排気口を囲んで前記閉塞部材から当該鉛蓄電池の内側に延出しており、先端側が閉塞されている有底筒状の第3の筒部と、
前記第3の筒部の下に一体に形成されており、下に向かって開口する有底筒状の第4の筒部であって、当該第4の筒部の天井壁に前記第3の筒部の内部空間と当該第4の筒部の内部空間とを連通する開口が形成されている第4の筒部と、
前記第4の筒部の内部に収容されている筒状のフィルタケースであって、内側に前記第1のフィルタが収容されており、前記第1のフィルタの下に板状の弁本体が収容されているフィルタケースと、
前記フィルタケースの下端部に一体に形成されており、前記弁本体が水平姿勢で着座する弁座と、を備え、
前記セル室から前記共通通路に流入したガスによって前記弁本体が上に持ち上げられることによって前記開閉弁が開弁する、鉛蓄電池。
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