特許 5886580 制御弁式鉛蓄電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5886580

(24)【登録日】2016年2月19日

(45)【発行日】2016年3月16日

(54)【発明の名称】制御弁式鉛蓄電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/02 20060101AFI20160303BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/02 B

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2011-208856(P2011-208856)

(22)【出願日】2011年9月26日

(65)【公開番号】特開2013-69619(P2013-69619A)

(43)【公開日】2013年4月18日

【審査請求日】2014年7月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005382

【氏名又は名称】古河電池株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 亮太

【審査官】 高木 康晴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４６２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３６２９６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／０２

Ｈ０１Ｍ １０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電槽内に収容される極板群と、この極板群上に配置されて前記電槽の側壁のうち、互いに対向し前記極板群の積層方向に沿って延びる両側壁間に差し渡される矯正板とを備え、前記電槽に蓋が熱溶着された制御弁式鉛蓄電池において、
前記矯正板は、その上面及び下面にそれぞれ、一の側壁から他の側壁に向かって延びる複数のリブを備え、前記下面側のリブは、前記上面側のリブよりも幅広に形成されており、
前記矯正板は、前記側壁が内側に反りを生じ、前記矯正板が撓む場合、この反りに伴って当該矯正板の略中央部が前記側壁に当接する端部よりも下方に撓むように、上面側の剛性を下面側よりも小さく形成されていることを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。

【請求項2】

前記上面側のリブ間の溝は、前記下面側のリブ間の溝よりも幅広に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の制御弁式鉛蓄電池。

【請求項3】

前記上面及び下面に、それぞれ同数のリブを形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御弁式鉛蓄電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、極板群を収容した電槽と蓋とを熱溶着（ヒートシール）により密閉する制御弁式鉛蓄電池に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、正極板と負極板とをセパレータを介し交互に積層して成る極板群を電槽内に収容し、この電槽の開口縁に蓋を熱溶着した制御弁式鉛蓄電池が知られている。この種の鉛蓄電池では、極板群に含浸した電解液を極板群内に均一に分布させると共に、負極で酸素を吸収することにより、長期に亘るメンテナンスフリー化を実現することができ、情報通信機器や無停電電源装置等の非常時バックアップ電源に広く実用化されている。
制御弁式鉛蓄電池の性能の向上を図るには、極板群を電槽内に適度な圧縮状態で収容することが効果的であるとされている。しかし、極板群を電槽内に適度な圧縮状態で収容すると、電槽の側壁のうち、極板群の積層方向と略平行に延びる側壁は、極板群の圧迫を受けないことにより、当該側壁が内側に反る現象がしばしば発生する。このため、電槽と蓋との接合面同士にずれが生じ、このずれが大きいと接合不良を起こして気密不良を起こす問題があった。特に、底面と比較して支持部材のない両側壁の開口縁に近い上端部の反りが大きい。また、製造時に接合不良とならなくても、接合不足の部分が長期間使用された場合にひび割れが発生し、気密不良となる可能性があった。
この問題を解決するために、出願人は、上記電槽の両側壁の開口縁に近い上端部の内面間の寸法に一致する、或いは、少し短い寸法の長さを有する矯正板を正極ストラップ及び負極ストラップの上面に架設すると共に、当該矯正板の両端を両側壁の上端部の内面に当接させることにより、側壁の内側への反りを矯正する制御弁式鉛蓄電池を提案している（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、上記した矯正板は、導電性及び電解液との反応性の小さい樹脂材で形成されており、電槽の側壁が内側に反った場合、当該矯正板は、この反りに伴い中央部が上方もしくは下方に撓み、その復元力によって側壁の反りを矯正している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−７１６６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、電槽と蓋とを熱溶着する際には、電槽の上方から開口縁に熱せられた熱板（プラテン）を接触させ、この開口縁の樹脂材を溶かして行う。また、電槽の側壁のうち、極板群の積層方向と略平行に延びる側壁が内側に反った場合、矯正板は特定の方向に撓むわけではないため、例えば、当該矯正板の中央部が上方に撓んだ場合には、この中央部が熱板に接近することにより、熱板の熱で軟化されて矯正板の復元力が低下する。このため、矯正板は本来の矯正作用を失うことにより、両側壁の矯正を確実に行うことができないという問題が判明した。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、極板群を収容した電槽の側壁の内側への反りを確実に矯正し、電槽と蓋との安定良好な溶着を行うことができる制御弁式鉛蓄電池を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明は、電槽内に収容される極板群と、この極板群上に配置されて前記電槽の側壁のうち、互いに対向し前記極板群の積層方向に沿って延びる両側壁間に差し渡される矯正板とを備え、前記電槽に蓋が熱溶着された制御弁式鉛蓄電池において、前記矯正板は、その上面及び下面にそれぞれ、一の側壁から他の側壁に向かって延びる複数のリブを備え、前記下面側のリブは、前記上面側のリブよりも幅広に形成されており、前記矯正板は、前記側壁が内側に反りを生じ、前記矯正板が撓む場合、この反りに伴って当該矯正板の略中央部が前記側壁に当接する端部よりも下方に撓むように、上面側の剛性を下面側よりも小さく形成されていることを特徴とする。

【0007】

また、前記上面側のリブ間の溝は、前記下面側のリブ間の溝よりも幅広に形成されていても良い。また、前記上面及び下面に、それぞれ同数のリブを形成しても良い。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、矯正板は上面側の剛性を下面側よりも小さく形成しているため、極板群の積層方向に沿って延びる電槽の側壁が内側に反った場合、当該矯正板は、略中央部が側壁に当接する端部よりも下方に撓むことにより、この略中央部が熱板に接近して、矯正板の復元力が低下することを防止できる。従って、極板群を収容した電槽の側壁の内側への反りを確実に矯正し、電槽と蓋との安定良好な溶着を行うことができる。さらに、簡単な構成で、矯正板の上面側の剛性を下面側よりも小さく形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る制御弁式鉛蓄電池における電槽に蓋を設けて密閉する前の状態を示す上面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線で裁断した部分縦断面図である。

【図3】Ａは矯正板の上面図、Ｂは矯正板の側面図、Ｃは矯正板の正面図、ＤはＣの部分拡大図である。

【図4】矯正板が撓んだ状態を示す図２相当の部分縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態に係る制御弁式鉛蓄電池について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態である制御弁式鉛蓄電池における電槽に蓋を設けて密閉する前の状態を示す上面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線で裁断した部分縦断面図である。
制御弁式鉛蓄電池１０は、図１及び図２に示すように、上面が開口した中空の直方体形状の電槽１１と、この電槽１１内に収容される極板群２１と、当該電槽１１の開口縁１１Ａに熱溶着される蓋（図２参照）１３とを備える。電槽１１及び蓋１３は、例えば、ポリプロピレンやＡＢＳ樹脂等の合成樹脂材料を用いて射出成型されている。
極板群２１は、複数の正極板２２と複数の負極板２３とを備え、これら正極板２２と負極板２３とをセパレータ２４を介して交互に積層して形成される。その積層方向は図１の上下方向である。正極板２２は、それぞれ正極板２２の一側（図２において左側）に突出する耳部２２ａを備え、これら耳部２２ａ，２２ａ・・は、上記積層方向に延びる正極ストラップ２５により連結されている。また、負極板２３は、それぞれ負極板２３の一側（図２において右側）に突出する耳部２３ａを備え、これら耳部２３ａ，２３ａ・・は、上記積層方向に延びる負極ストラップ２６により連結されている。
正極ストラップ２５及び負極ストラップ２６には、それぞれ正極柱２７及び負極柱２８が設けられている。

【0011】

本実施形態では、正極板２２、負極板２３及びセパレータ２４が積層された極板群２１は、直方体形状の電槽１１内に積層方向（極板の厚み方向）に適度に圧縮した状態で収容されている。この場合、極板群２１の積層方向と略平行に延びる電槽１１の長手側の両側壁１２，１２は、極板群２１の圧力を受けないため、内側に反る現象がしばしば発生する。特に、側壁１２，１２の上端部は、底面のある下端部と比較して支持部材がないため、より反りが大きい。
このため、電槽１１内には、図２に示すように、正極ストラップ２５及び負極ストラップ２６の上面に載置され、極板群２１の積層方向に沿って延びると共に対向する両側壁１２，１２間に差し渡される矯正板４０が設けられている。なお、図１では、矯正板４０の上面側のリブは省略してある。
この矯正板４０は、両側壁１２，１２間の内寸に一致、或いは、少し短い寸法の長さを有し、導電性及び電解液との反応性の小さい合成樹脂材料（例えば、ポリプロピレンやＡＢＳ樹脂）により形成されている。また、矯正板４０は、正極柱２７と負極柱２８との間であって、上記側壁１２の幅方向略中央に配置されている。この場合、矯正板４０は、図１に示すように、比較的幅広に形成すると、当該矯正板４０を防沫板兼用とすることができ、部材数を増やさず多機能を有する構成とできるため、コスト的にも有利である。

【0012】

このように、電槽１１内に、対向する両側壁１２，１２間の内寸に一致、或いは、少し短い寸法の長さを有する矯正板を設けた構成では、電槽１１の側壁１２が内側に反った場合、矯正板は当該反りに伴い撓むため、その復元力によって側壁１２の反りを矯正することができる。
ところで、電槽１１と蓋１３とを熱溶着する際には、電槽１１の上方から開口縁１１Ａに熱せられた熱板（不図示）を接触させ、この開口縁１１Ａの合成樹脂材料を溶かして行う。この場合、矯正板を単純な構成とすると、電槽１１の側壁１２が内側に反った場合、矯正板は特定の方向に撓むわけではないため、例えば、当該矯正板の中央部が上方に撓んだ場合には、この中央部が熱板に接近することにより、熱板の熱で軟化されて矯正板の復元力が低下する。このため、矯正板は本来の矯正作用を失うことにより、両側壁１２，１２の矯正を確実に行うことができないという問題が生じうる。
本構成では、電槽１１の側壁１２の内側への反りを確実に矯正するために、矯正板４０は、上面４１側の剛性を下面４２側よりも小さく形成している。

【0013】

次に、矯正板４０について説明する。
図３Ａは、矯正板４０の上面図、図３Ｂは矯正板４０の側面図、図３Ｃは矯正板４０の正面図、図３Ｄは図３Ｃの部分拡大図である。
矯正板４０は、図３Ａ，図３Ｃに示すように、上面４１及び下面４２にそれぞれ、長手方向に延びる複数の上面側リブ４１Ａ及び複数の下面側リブ４２Ａを備え、これら上面側リブ４１Ａ，４１Ａ間及び下面側リブ４２Ａ，４２Ａ間には、それぞれ複数の上面側溝４１Ｂ及び複数の下面側溝４２Ｂが形成されている。上面側リブ４１Ａ及び下面側リブ４２Ａは、矯正板４０の剛性を高めるものであり、この矯正板４０の厚みを薄く形成することができる。
本実施形態では、上面側リブ４１Ａと下面側リブ４２Ａとは同数に設定され、図３Ｄに示すように、下面側リブ４２Ａの幅Ｗ２は、上面側リブ４１Ａの幅Ｗ１よりも幅広に形成され、さらに、上面側溝４１Ｂの幅Ｌ１は、下面側溝４２Ｂの幅Ｌ２よりも幅広に形成されている。
これによれば、矯正板４０は、上面４１側の剛性を下面側の剛性よりも小さく形成されるため、図４に示すように、電槽１１の側壁１２が内側に反った場合、矯正板４０は、略中央部４０Ａが側壁１２に当接する端部４０Ｂよりも下方に撓むことにより、この略中央部４０Ａが熱板に接近して、矯正板４０の復元力が低下することを防止できる。従って、極板群２１を収容した電槽１１の側壁１２の内側への反りを確実に矯正することができるため、電槽１１と蓋１３との安定良好な溶着を行うことができる。

【0014】

以上、説明したように、本実施の形態によれば、電槽１１内に収容される極板群２１と、この極板群２１上に配置されて電槽１１の対向する両側壁１２，１２間に差し渡される矯正板４０とを備え、電槽１１に蓋１３が熱溶着された制御弁式鉛蓄電池１０において、矯正板４０は、上面４１側の剛性を下面４２側よりも小さく形成したため、側壁１２が内側に反りを生じた場合、この反りに伴って当該矯正板４０の略中央部４０Ａが側壁１２に当接する端部４０Ｂよりも下方に撓むことにより、この略中央部４０Ａが熱板に接近して、矯正板４０の復元力が低下することを防止できる。従って、極板群２１を収容した電槽１１の側壁１２の内側への反りを確実に矯正することができるため、電槽１１と蓋１３との安定良好な溶着を行うことができる。

【0015】

また、本実施形態では、矯正板４０の上面４１側の剛性を下面４２側よりも小さく形成した例として、両面にリブを形成した例を示したが、上面４１側を、上面側リブ４１Ａを形成しない平坦面として、下面４２側にのみ下面側リブ４２Ａを形成しても良い。なお、この実施形態は図示しないが、図３Ａ，図３Ｃ，図３Ｄにおいて、上面側溝４１Ｂをなくして、上面側リブ４１Ａと同じ高さの平坦面としたものである。

【0016】

また、本実施形態によれば、矯正板４０は、上面４１及び下面４２にそれぞれ、電槽１１の一の側壁１２から他の側壁１２に向かって延びる複数の上面側リブ４１Ａ及び下面側リブ４２Ａを備え、下面側リブ４２Ａは、上面側リブ４１Ａよりも幅広に形成されているため、簡単な構成で、矯正板４０の上面４１側の剛性を下面４２側よりも小さく形成することができる。

【0017】

さらに、本実施形態によれば、上面側リブ４１Ａ，４１Ａ間に形成される上面側溝４１Ｂは、下面側リブ４２Ａ，４２Ａ間に形成される下面側溝４２Ｂよりも幅広に形成されているため、簡単な構成で、矯正板４０の上面４１側の剛性を下面４２側よりも小さく形成することができる。

【0018】

また、本実施形態によれば、矯正板４０の上面４１及び下面４２に、それぞれ同数の上面側リブ４１Ａ及び下面側リブ４２Ａを形成したため、上面４１側の剛性が下面４２側よりも小さい矯正板４０を簡単に形成することができる。

【0019】

なお、上記した実施形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、上面側リブ４１Ａと、下面側リブ４２Ａとを同数に形成しているが、上面４１側の剛性が下面４２側よりも小さくなれば、当該リブの数を異ならせても良いことは勿論である。
また、本実施形態では、矯正板４０は、上面４１及び下面４２にそれぞれ幅の異なる上面側リブ４１Ａ及び下面側リブ４２Ａを形成した構成としたが、例えば、剛性の異なる２枚の板材を貼り合わせる等接合して、上面側の剛性が下面側よりも小さく形成しても良い。
また、本実施形態では、電槽１１内に極板群２１を収容し、正極ストラップ２５及び負極ストラップ２６にそれぞれ正極柱２７及び負極柱２８を設けて成る１つのセルから成る制御弁式鉛蓄電池１０について説明したが、電槽１１内に１つの仕切壁により形成した複数のセル室内にそれぞれ極板群を収容して成るモノブロックタイプの制御弁式鉛蓄電池にも適用できることは勿論である。

【符号の説明】

【0020】

１０ 制御弁式鉛蓄電池
１１ 電槽
１１Ａ 開口縁
１２ 側壁
１３ 蓋
２１ 極板群
２２ 正極板
２３ 負極板
２４ セパレータ
２５ 正極ストラップ
２６ 負極ストラップ
４０ 矯正板
４０Ａ 略中央部
４０Ｂ 端部
４１ 上面
４１Ａ 上面側リブ（リブ）
４１Ｂ 上面側溝（溝）
４２ 下面
４２Ａ 下面側リブ（リブ）
４２Ｂ 下面側溝（溝）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】