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技術 鉛蓄電池、鉛蓄電池の端子封止部用カバー部材、鉛蓄電池の端子封止方法

出願人 株式会社GSユアサ
発明者 前田真之喜多見俊男長安龍夫上野隆
出願日 2012年9月18日 (8年2ヶ月経過) 出願番号 2012-203889
公開日 2014年4月3日 (6年7ヶ月経過) 公開番号 2014-060019
状態 特許登録済
技術分野 電池の電槽・外装及び封口 電池の接続・端子
主要キーワード 屈曲角度θ 盛り上がり部分 液性エポキシ樹脂 端子挿 本願実施 一部露出 常温硬化性 端子部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年4月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

封止材を覆うカバー部材を、端子の周囲で封止材が盛り上がった部分にも確実に密着させて貼り付けること。

解決手段

鉛蓄電池1の電槽2を覆う蓋体3と、極板に接続された端子4との間には封止材が充填されている。蓋体3には、端子4が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材11が封止材を覆うように貼り付けられている。封止材は、端子4の周囲において盛り上がり、カバー部材11の挿通穴の縁部15が、封止材の盛り上がり部分に沿うように、蓋体3と反対側へ屈曲している。

概要

背景

一般的な鉛蓄電池では、電槽内正負極板や電解液等が収容され、この電槽の開口部が蓋体で覆われている。蓋体からは、正極板と負極板にそれぞれ接続された正極端子負極端子とが外側へ突き出ている。このような鉛蓄電池において、従来から、蓋体と端子の間の隙間を封止する技術が知られている。

特許文献1には、端子の正負極性標示するための合成ゴム等からなるリングが端子に嵌着された構造が開示されている。このリングは、その内縁部は上方に屈曲した状態で端子に圧着されている。これにより、電槽内の電解液や外部からの塵等が、リングと端子との間に侵入することが防止される。

一方、蓋体と端子との間にエポキシ樹脂等の封止材充填することによって、両者の間を封止することもよく行われている。この場合、極性の標示や封止材の目隠し等の目的で、蓋体の端子周囲にカバー部材(ラベル)が貼り付けられることがある(本願実施形態の図1、図2参照)。

概要

封止材を覆うカバー部材を、端子の周囲で封止材が盛り上がった部分にも確実に密着させて貼り付けること。鉛蓄電池1の電槽2を覆う蓋体3と、極板に接続された端子4との間には封止材が充填されている。蓋体3には、端子4が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材11が封止材を覆うように貼り付けられている。封止材は、端子4の周囲において盛り上がり、カバー部材11の挿通穴の縁部15が、封止材の盛り上がり部分に沿うように、蓋体3と反対側へ屈曲している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備え、前記蓋体と前記端子との間には封止材充填され、前記蓋体には、前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材が前記封止材を覆うように貼り付けられ、前記封止材は、前記端子の周囲において盛り上がっており、前記カバー部材の前記挿通穴の縁部が、前記封止材の盛り上がり部分に沿うように、前記蓋体と反対側へ屈曲していることを特徴とする鉛蓄電池

請求項2

前記カバー部材の前記挿通穴の縁部には、スリットが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の鉛蓄電池。

請求項3

極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間に充填された封止材を覆うように前記蓋体に貼り付けられるカバー部材であって、前記端子が挿通される挿通穴が形成され、前記挿通穴の縁部が、前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲していることを特徴とする鉛蓄電池の端子封止部用カバー部材。

請求項4

極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間を封止する方法であって、前記蓋体と前記端子との間に、流動性を有する未硬化の封止材を充填する、充填工程と、前記封止材を硬化させる硬化工程と、前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材を、前記封止材を覆うように前記蓋体に貼り付ける、カバー部材取付工程と、を備え、前記カバー部材取付工程において、前記挿通穴の縁部が前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲した前記カバー部材を、前記蓋体に貼り付けることを特徴とする鉛蓄電池の端子封止方法

請求項5

前記充填工程において、前記封止材が前記端子の周囲において盛り上がるように、前記封止材を充填することを特徴とする請求項4に記載の鉛蓄電池の端子封止方法。

技術分野

0001

本発明は、鉛蓄電池における蓋体端子との間の封止に関する。

背景技術

0002

一般的な鉛蓄電池では、電槽内正負極板や電解液等が収容され、この電槽の開口部が蓋体で覆われている。蓋体からは、正極板と負極板にそれぞれ接続された正極端子負極端子とが外側へ突き出ている。このような鉛蓄電池において、従来から、蓋体と端子の間の隙間を封止する技術が知られている。

0003

特許文献1には、端子の正負極性標示するための合成ゴム等からなるリングが端子に嵌着された構造が開示されている。このリングは、その内縁部は上方に屈曲した状態で端子に圧着されている。これにより、電槽内の電解液や外部からの塵等が、リングと端子との間に侵入することが防止される。

0004

一方、蓋体と端子との間にエポキシ樹脂等の封止材充填することによって、両者の間を封止することもよく行われている。この場合、極性の標示や封止材の目隠し等の目的で、蓋体の端子周囲にカバー部材(ラベル)が貼り付けられることがある(本願実施形態の図1図2参照)。

先行技術

0005

実公昭43−31219号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、後者の封止方法において、蓋体と端子との間に充填された封止材は、端子の周囲で盛り上がった形状となりやすい。これは、以下のような理由による。まず、未硬化状態の液状の封止材が充填されたときに、その表面張力の影響で、封止材の一部が端子に沿ってはい上がるようなメニスカス形状になりやすい。また、硬化の際には封止材が収縮するため封止材の表面全体が僅かに下がるが、その一方で、端子に付着している封止材が端子から離れずに残存したまま硬化すると、端子周囲において封止材が盛り上がった形状となる。

0007

一方で、封止材の目隠しの観点、及び、封止材の保護の観点から、封止材の露出はできるだけ抑えたい。特に、端子の周囲の封止材が露出していると、環境条件紫外線温度変化湿気等)によっては、この端子の周囲部分において封止材が劣化する虞がある。また、封止材が端子から剥がれて隙間が生じることも考えられる。つまり、最も確実に封止すべき端子の周囲において、封止材の封止機能が低下する虞がある。そこで、カバー部材は、その挿通穴の縁部が端子にできるだけ近接して貼り付けられることが好ましい。

0008

しかしながら、貼り付けられるカバー部材が平らであると、端子周囲の盛り上がった部分にまで貼り付けようとしたときに、カバー部材にシワが寄ってカバー部材の外観が悪くなる。また、この端子の周囲においてカバー部材の密着が弱くなって剥がれやすくなる等の問題も生じる虞がある。

0009

本発明の目的は、封止材を覆うカバー部材を、端子の周囲で封止材が盛り上がった部分にも確実に密着させて貼り付けることである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

0010

第1の発明の鉛蓄電池は、極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備え、前記蓋体と前記端子との間には封止材が充填され、前記蓋体には、前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材が前記封止材を覆うように貼り付けられ、前記封止材は、前記端子の周囲において盛り上がっており、前記カバー部材の前記挿通穴の縁部が、前記封止材の盛り上がり部分に沿うように、前記蓋体と反対側へ屈曲していることを特徴とするものである。

0011

本発明によれば、カバー部材の、端子が挿通される挿通穴の縁部が、蓋体と反対側へ屈曲している。そのため、封止材が、端子の周囲で盛り上がっている場合でも、この盛り上がり部分にカバー部材の屈曲した縁部が密着する。従って、端子の周囲で盛り上がった部分にも、カバー部材を確実に密着させて貼り付けることができる。

0012

第2の発明の鉛蓄電池は、前記第1の発明において、前記カバー部材の前記挿通穴の縁部には、スリットが形成されていることを特徴とするものである。

0013

本発明によれば、カバー部材の挿通穴の縁部にスリットが形成されているため、この縁部を折り曲げることによって簡単に屈曲させることができる。

0014

第3の発明の鉛蓄電池の端子封止部用カバー部材は、極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間に充填された封止材を覆うように前記蓋体に貼り付けられるカバー部材であって、前記端子が挿通される挿通穴が形成され、前記挿通穴の縁部が、前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲していることを特徴とするものである。

0015

本発明によれば、カバー部材の、端子が挿通される挿通穴の縁部が、蓋体との貼り付け側と反対側へ屈曲している。そのため、カバー部材が貼り付けられたときに、封止材の、端子の周囲に盛り上がった部分に、カバー部材の屈曲した縁部が密着する。

0016

第4の発明の鉛蓄電池の端子封止方法は、極板を収容する電槽と、前記電槽の開口部を覆う蓋体と、前記極板と接続されるとともに、前記蓋体から外部へ突出した端子とを備えた鉛蓄電池において、前記蓋体と前記端子との間を封止する方法であって、
前記蓋体と前記端子との間に、流動性を有する未硬化の封止材を充填する、充填工程と、前記封止材を硬化させる硬化工程と、前記端子が挿通される挿通穴が形成されたカバー部材を、前記封止材を覆うように前記蓋体に貼り付ける、カバー部材取付工程と、を備え、前記カバー部材取付工程において、前記挿通穴の縁部が前記蓋体との貼り付け側とは反対側に屈曲した前記カバー部材を、前記蓋体に貼り付けることを特徴とするものである。

0017

本発明によれば、蓋体と端子との間に封止材を充填して硬化させた後、挿通穴の縁部が屈曲したカバー部材を蓋体に貼り付ける。従って、封止材の、端子の周囲で盛り上がった部分にも、カバー部材を確実に密着させて貼り付けることができる。

0018

第5の発明の鉛蓄電池の端子封止方法は、前記第4の発明において、前記充填工程において、前記封止材が前記端子の周囲において盛り上がるように、前記封止材を充填することを特徴とするものである。

0019

蓋体と端子との間が封止材で封止されていても、電槽内の電解液が、端子の表面に沿って時間をかけてじわじわと浸透していくこともあり得る。ここで、端子の周囲で封止材が盛り上がっていると、封止材の端子との接触部分が長くなり、その分、電槽側から電解液が浸透してきたとしても外部まで到達するのに時間がかかる。そこで、本発明では、充填工程において、意図的に封止材を多めに充填するなどして、端子の周囲において封止材が確実に盛り上がるようにする。

図面の簡単な説明

0020

本実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図である。
図1のII-II線鉛直断面図である。
カバー部材の平面図である。
変更形態のカバー部材の平面図である。

実施例

0021

次に、本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図である。図2は、図1のII-II線鉛直断面図である。図1に示すように、鉛蓄電池1は、電槽2と、この電槽2の上部に接合された蓋体3と、蓋体3から突出した2つの端子4とを有する。

0022

電槽2は、上部が開口した合成樹脂製のケースである。電槽2内の構成は従来から公知の構成であって詳細な図示は省略するが、電槽2内には、図2紙面垂直方向において交互に配置された2種類の極板5(正極板5a及び負極板5b)が収容されている。また、同極の極板5同士がストラップ6に接続される。図2には、複数の負極板5b同士が、負極用のストラップ6bに接続されている状態が示されている。また、電槽2内の、極板5の周囲空間には希硫酸等の電解液が充填されている。蓋体3は、電槽2と同じく合成樹脂で形成されており、電槽2の開口部を覆うように電槽2の上部に接合されている。蓋体3には、正極用のストラップ6に接続された正極端子4aと、負極用のストラップ6に接続された負極端子4bが設けられている。

0023

以下、図2を参照して、端子4の周囲の構造について説明する。尚、正極端子4aと負極端子4bの構造は同じであるので、以下、図2に示される端子4(負極端子4b)について説明する。

0024

図2に示すように、蓋体3の上面には、端子4を取り付けるための凹部3aが形成されている。端子4は、凹部3a内に収容された断面L字状の端子部材7と、この端子部材7に連結された接続部材8とを有する。端子部材7は、断面矩形四角柱形状に形成された外部端子部7aを有し、この外部端子部7aは凹部3aから上方へ突出している。尚、外部端子部7aは、凹部3aの中心部に対して外側に偏った位置にあり、凹部3aの縁に近接している。接続部材8は凹部3aの底部を貫通して電槽2内に収容されているストラップ6に接続されている。接続部材8にはブッシング9が外嵌され、このブッシング9が凹部3aの狭まった奥部に嵌め込まれている。尚、ブッシング9の外周面周方向に延びる溝9aが形成されることによって、ブッシング9と凹部3aの内面との間が、入り組んだ複雑な形状となっている。

0025

蓋体3の凹部3aと端子部材7との間にはエポキシ樹脂等の封止材10が充填されている。端子部材7の外部端子部7aは封止材10から一部露出している。この封止材10によって、電槽2内の電解液が、端子4と蓋体3との間を通って外部に漏れ出すことが防止される。尚、蓋体3と端子4との間が封止材10で封止されていても、電解液が、端子4の表面に沿って時間をかけてじわじわと浸透していくこともあり得る。しかし、本実施形態では、端子4の接続部材8に外嵌されたブッシング9の外周面に溝9aが形成されて、ブッシング9と凹部3aの間が複雑な形状となっている。これにより、電解液がブッシング9の下端から上端に至るまでに、ブッシング9と凹部3aの内面との間を通過する沿面距離が長くなり、電解液の漏れ出し防止に有利となる。

0026

図1図2に示すように、蓋体3の上面には、凹部3a内の封止材10を覆うようにカバー部材11が貼り付けられている。図3は、カバー部材の平面図である。このカバー部材11は、封止材10を覆うために設けられるものであって、端子4の封止機能は必要とされない。従って、カバー部材11が、例えばゴム等の弾力性を有する材料で形成される必要性は特になく、蓋体3との密着性が確保できるのであればその材質は特に限定されない。例えば、カバー部材11は、ポリプロピレン(PP)等の合成樹脂で形成することができる。あるいは、金属の薄板であってもよい。図3に示すように、カバー部材11は、ほぼ円形の平面形状を有するラベル部12と矩形の平面形状を有する端子挿通部13を有する。端子挿通部13には、外部端子部7aの断面形状よりもやや大きい矩形状の挿通穴14が形成されている。

0027

カバー部材11は、挿通穴14に外部端子部7aが挿通された状態で、ラベル部12が凹部3aの大部分(外部端子部7aの突出位置以外の領域)を覆うように蓋体3に貼り付けられる。このカバー部材11により、凹部3a内の封止材10が隠されることで良好な外観が得られる。また、封止材10がカバー部材11で覆われることで露出が抑えられ、封止材10が保護される。また、カバー部材11は2つの端子4a,4bの正負の極性を標示する機能も兼ねている。特に、ラベル部12は、外部端子部7aが突出する凹部3aの大部分を覆うことから使用者視界に入りやすく、極性を識別させやすい。極性標示の具体例としては、端子4の極性に応じてカバー部材11の色を異ならせる、あるいは、ラベル部12に極性を示すマークが付すことなどが挙げられる。

0028

ところで、図2に示すように、蓋体3の凹部3a内に充填された封止材10は、露出する外部端子部7aの周囲で、外部端子部7aに沿うように盛り上がった形状となりやすい(例えば、2mm程度)。これは、先にも述べたように、流動性を有する未硬化の封止材10が充填されたときのメニスカスの形状や、硬化時における封止材10の収縮が主な原因である。

0029

そこで、上記の封止材10の盛り上がり部分10aに沿うように、カバー部材11の端子挿通部13に形成された、挿通穴14の縁部15が、挿通穴14の全周にわたって、上方(蓋体3との貼り付け側とは反対側)に屈曲している。また、図3に示すように、縁部15の4つの隅部分に、内側からそれぞれスリット15a(切れ込み)が形成されている。これにより、縁部15の4辺をそれぞれ折り曲げることによって容易に屈曲させることができる。カバー部材11の縁部15の折り曲げは、例えば、プレス加工によって行う。その他、カバー部材11の材質にもよるが、注型成型でカバー部材11を成型する場合であれば、その成型の際に屈曲した縁部15を同時に形成することも可能である。この場合には、折り曲げ加工用のスリット15aは不要である。また、縁部15の屈曲角度θは、封止材10の盛り上がりの形状にもよるが、例えば、5度〜45度である。

0030

この構成により、封止材10が、外部端子部7aの周囲で盛り上がっている場合でも、この盛り上がり部分10aに、カバー部材11の屈曲した縁部15が密着する。従って、端子4(外部端子部7a)の周囲で盛り上がった部分10aにも、カバー部材11を確実に封止材10に密着させて貼り付けることができる。そのため、カバー部材11を、外部端子部7aにできる限り近接した位置まで貼り付けても、封止材10の盛り上がり部分10aにおいてカバー部材11にシワが生じず外観が悪くなることがない。また、外部端子部7aの周囲でカバー部材11が封止材10から剥がれにくい。さらに、最も確実に封止すべき外部端子部7aの周囲において、封止材10がカバー部材11で確実に覆われるため、環境条件(紫外線、温度変化、湿度)等による、盛り上がり部分10aにおける封止材10の劣化を抑制できる。

0031

次に、上記の蓋体3と端子4の間を封止する手順(端子封止方法)について説明する。まず、蓋体3に端子4が取り付けられた状態で、蓋体3の凹部3a内に未硬化状態の液状の封止材10を注入し、蓋体3と端子4との間に封止材10を充填する(充填工程)。次に、液状の封止材10を硬化させる(硬化工程)。例えば、封止材10が熱硬化性樹脂である場合には、上記充填工程後に蓋体3を所定の硬化温度まで加熱することによって封止材10を硬化させる。また、二液性エポキシ樹脂等の常温硬化性樹脂を用いてもよく、その場合は、自然に硬化するまでしばらく常温放置するだけでよい。

0032

次に、カバー部材11の挿通穴14に外部端子部7aを挿通し、このカバー部材11を、封止材10を覆うように蓋体3に貼り付ける(カバー部材取付工程)。挿通穴14の縁部15が貼り付け側とは反対側に屈曲したカバー部材11を蓋体3に貼り付ける。これにより、封止材10が外部端子部7aの周囲で盛り上がっている場合に、カバー部材11の屈曲した縁部15が、この盛り上がり部分10aに密着する。

0033

以上、本発明の実施形態の一例を挙げたが、本発明を適用可能な形態はこれに限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

0034

1]端子4の形状は前記実施形態の形状に限られるものではない。例えば、封止材10から露出する外部端子部7aが円柱状である場合には、図4に示すように、カバー部材11に形成される挿通穴14も円形となる。尚、図4では、挿通穴14の縁部15には、円形の挿通穴14の径方向に延びる複数のスリット15aが形成されている。

0035

2]外部端子部7aの周囲で封止材10が盛り上がっていると、その盛り上がっている分だけ、封止材10の端子4との接触部分の長さが長くなる。従って、電槽2側から、端子4と蓋体3の間の隙間を電解液が浸透してきたとしても、電解液が外部へ出るまでに時間がかかる。この観点からは、封止材10を、積極的に外部端子部7aの周囲で盛り上がらせることが好ましい。そこで、封止材10の充填工程(硬化させる前の段階)で、外部端子部7aの周囲において封止材10が盛り上がるように封止材10を充填してもよい。例えば、凹部3a内の容積よりも少し多めに封止材10を意図的に充填すると、その余剰の封止材10が表面張力の影響で外部端子部7aをはい上がり、この外部端子部7aの周囲において盛り上がったメニスカス形状となる。あるいは、できるだけ表面張力の低い封止材10を選択して外部端子部7aに封止材10がはい上がりやすくする方法も考えられる。このようにすることで、端子の周囲において封止材が確実に盛り上がることになる。

0036

1鉛蓄電池
2電槽
3蓋体
4端子
5極板
7a外部端子部
10封止材
10a盛り上がり部分
11カバー部材
14挿通穴
15 縁部
15a スリット

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