(57)【要約】【課題】鉛蓄電池の充電末期に発生する水素ガスと酸素ガスが、鉛蓄電池に帯電した静電気による放電火花に引火して発生する鉛蓄電池の破損を抑制すること。【解決手段】本発明の鉛蓄電池は、蓋に設けた液口に液口栓を装着した鉛蓄電池であって、少なくとも前記液口近傍に導電層を配置し、前記導電層と、前記鉛蓄電池の端子とを、前記端子に装着された導電性を有したプッシュナットにより接続したことを特徴とする。なお、プッシュナットに導電層に圧接する舌状端子部を用いてもよい。また、同じく、導電層に圧接する舌状端子部を設けた環状接続部材を端子に装着した上で、この環状接続部材をプッシュナットにより、端子に強固に固定した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋に設けた液口に液口栓を装着した鉛蓄電池であって、少なくとも前記液口近傍に導電層を配置し、前記導電層と、前記鉛蓄電池の端子とを、前記端子に装着された導電性を有したプッシュナットにより接続したことを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
前記導電層は、前記端子と接触する位置、もしくは前記端子と近接した位置に配置された導電層導入部を有し、前記導電層導入部の先端を前記プッシュナットで前記端子に固定接続した請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記導電層導入部は、前記端子に嵌合する環状接続部を有し、前記環状接続部を前記プッシュナットで前記端子に固定接続した請求項２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記プッシュナットの外周から突出する舌状端子部を有し、前記舌状端子部が、前記導電層に接触したことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
蓋に設けた液口に液口栓を装着した鉛蓄電池であって、少なくとも前記液口近傍に導電層を配置し、前記導電層と、前記鉛蓄電池の端子とを、前記端子に装着された導電性を有した環状接続体を有し、前記環状接続体はプッシュナットにより前記端子に固定され、前記環状接続体の外周から突出する第２の舌状端子部を有し、前記第２の舌状端子部が前記導電層と接触したことを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項６】
前記鉛蓄電池は、前記鉛蓄電池を構成するセル毎に液口と、前記液口に、前記排気口を有した液口栓が装着され、前記導電層を前記液口の周囲に形成した請求項１〜５に記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記鉛蓄電池は、前記鉛蓄電池を構成するセルの複数から排出されるガスを集合して一括して排気する排気経路と、その開口部を備えた請求項１〜５に記載の鉛蓄電池。
【請求項８】
前記開口部の周囲もしくは近傍に前記導電層を配置した請求項７に記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池、中でも始動用鉛蓄電池は、内燃機関を動力源とする車両に搭載され、内燃機関の始動用セルモータの電源として使用されている。このような始動用の鉛蓄電池は、内燃機関が動作している間に、内燃機関の回転出力を利用した発電機によりに充電される。
【０００３】
一方、始動用の鉛蓄電池は、前記したような始動用セルモータに電力に供給するほか、ヘッドライト等の灯火類、オーディオ類、パワーウィンド、ワイパー等、各種の電気的負荷に電力を供給する。また、昨今の車両は、エンジン、ブレーキ、エアコン、パワーステアリング等がＥＣＵによって制御される。なお、エンジン停止・車両停止時にもかかわらず、ＥＣＵには十数ｍＡ〜数十ｍＡ程度の暗電流が常時流れている。
【０００４】
したがって、灯火類の消し忘れ等により放電が進行したり、車両を長期間使用しなかった場合には、暗電流によって鉛蓄電池の放電が進行することによって、鉛蓄電池の残存容量が低下し、内燃機関が始動不能となることがあった。
【０００５】
上記のような要因で、鉛蓄電池が容量不足に陥った場合、鉛蓄電池を車両から取り外して、充電器を用いて直接充電することが有効である。
【０００６】
一方、鉛蓄電池は充電中、特に、充電末期に電解液中の水の電気分解が起き、これによって発生した水素ガスと酸素ガスが、鉛蓄電池の内部で滞留する。これらの滞留ガスは排気孔を通して大気に放出される。特に、水素ガスは、比較的短時間で鉛蓄電池内から放出されるものの、充電中や、その直後において排気孔周辺に発火源が存在すると、電池内部の水素ガスが急激に燃焼し、場合によっては電池蓋や電槽を破損させることがあった。
【０００７】
発火源としては、煙草の火や、端子間接触による電気スパーク、さらには静電気による電気スパークが想定される。その中でも、静電気によるものは、電池を乾布で拭いた場合や人が静電気を帯電した状態で電池に触れようとした際にも発生するものであり、静電気の帯電の有無の予見は困難である。
【０００８】
また、静電気による電気スパークは電池表面で発生するのみならず、電池表面に帯電した静電気が、液口栓と液口の嵌合部の隙間や、排気口内壁を伝って、電池内部に侵入し、放電することによって、電池内部でスパークが滞留ガスに引火する。
【０００９】
このような、静電気を原因とする電池の破損という課題を解決するために、蓋の表面部分に電気的に導通する部材を設け、それを鉛蓄電池端子に接続することによって、静電気を端子にアースし、電池表面の帯電を抑制する方法が提案されている。
【００１０】
例えば特許文献１には、蓄電池蓋表面に導通部材を配置し、この導通部材と端子間に導電性ラッカーを塗布することによって、両者間を電気的に接続する方法が提案されている。また、特許文献２には蓄電池の液口に対応した孔を設けた非絶縁層と、この非絶縁層を覆う絶縁層とからなる層状体を、孔と液口とを対応させるよう、蓄電池蓋表面に貼り付け、非絶縁層を負極端子に接続した構成が示されている。
【特許文献１】特開平１１−２３３０７８号公報
【特許文献２】特開平４−１０１３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１で示された導電性ラッカーは主に銀や銅などの金属微粒子を樹脂で結着させた物であり、高価な上、長時間使用すると導電性ラッカーと鉛蓄電池端子、あるいは、導電層との間に間隙が生じ接触不良を起こす場合があった。また、特許文献２の構成においては、非絶縁層と絶縁層の一部に穴部を設け、この穴部に蓄電池端子を嵌め、非絶縁層と蓄電池端子とを接触させる構成を有しているが、蓄電池の使用に伴い導電層支持体に加わる応力による穴部の変形等の要因で、非絶縁層と蓄電池端子との接触が不安定となる場合があった。
【００１２】
蓄電池蓋表面に設けた導電層と、蓄電池の端子との接触が不安定となる結果、蓄電池蓋の帯電が解消されず、蓄電池蓋に帯電した静電気によって、スパークが発生し、蓄電池の蓋や電槽が破損するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明に係る発明は、蓋に設けた液口に液口栓を装着した鉛蓄電池であって、少なくとも前記液口近傍に導電層を配置し、前記導電層と、前記鉛蓄電池の端子とを、前記端子に装着された導電性を有したプッシュナットにより接続したことを特徴とする鉛蓄電池を示すものである。
【００１４】
前記した本発明の構成例として、請求項２に示したように、前記導電層は、前記端子と接触する位置、もしくは前記端子と近接した位置に配置した導電層導入部を有し、前記導電層導入部の先端を前記プッシュナットで前記端子に固定接続した構成を採用することができる。
【００１５】
また、前記した本発明の他の構成例として、請求項３に示したように、前記導電層は、前記端子に嵌合する環状接続部を有し、前記環状接続部を前記プッシュナットで前記端子に固定接続した構成を採用することができる。
【００１６】
前記の各構成によれば、鉛蓄電池端子に勘合するプッシュナットで鉛蓄電池の端子周囲に設けた導電層と端子を接続する。プッシュナットのばね性で加圧状態の接触が維持されるので長期間安定した導電状態を導電層と鉛蓄電池端子間で維持することができ、蓄電池蓋への静電気の帯電と、この静電気によって生じる電気スパークと、これによる蓋や電槽の破損が抑制できる。また、プッシュナットは一般に広く使用されている物を使用すれば、本発明の構成を極めて安価に製造することが出来る。
【００１７】
また、本発明の他の構成例として、前記プッシュナットの外周から突出する舌状端子部を設け、この舌状端子部の先端部を、前記導電層に接触させた構成とすることができる。
【００１８】
さらに、本発明の他の構成例として、鉛蓄電池の端子に嵌合する環状接続体を有し、前記環状接続体はプッシュナットにより前記端子に固定され、前記環状接続体の外周から突出する第２の舌状端子部を有し、前記第２の舌状端子部が、液口の近傍に配置された導電層と接触した構成とすることができる。この場合、端子と、導電層とは、環状接続体を介して接続されることとなる。
【００１９】
なお、前記した各プッシュナットおよび環状接続体は、いずれもばね性を有した材質で構成されることにより、端子と導電層との接続を長期間にわたって安定なものとする。なお、舌状端子部および第２の舌状端子部の先端は、導電層と密着するよう、導電層を加圧するよう、プッシュナットもしくは環状接続体が端子に装着される。
【００２０】
また、プッシュナットおよび環状接続体の防食を目的として、プッシュナットの端子および導電層、さらには環状接続体との接触部を除く部位、環状接続体のプッシュナットおよび導電層との接触部を除く部位は、絶縁層で被覆することが好ましい。
【００２１】
なお、本発明の構成は、前記鉛蓄電池を構成するセル毎に液口と、液口に、前記排気孔を有した液口栓が装着された鉛蓄電池に適用する場合、導電層を液口の周囲に形成することが好ましい。
【００２２】
一方、前記したような、各セル排気方式の鉛蓄電池とは異なり、セルの複数から排出されるガスを集合して一括して排気する排気経路とその開口部（一括排気口）を備えた鉛蓄電池の場合にも本発明の構成を適用できる。このような液口栓に排気孔を有さない場合においても、液口栓と液口との間隙を経由して、静電気が蓋から電池内部に移行して、内部で火花を発生させることがあるからである。より好ましくは、これらの構成に加えて、導電層を、前記開口部周囲、もしくは近傍にわたって配置することにより、開口部から輩出される水素ガスが静電気によるスパークに引火し、電槽や蓋を破損させるという現象を顕著に抑制できる。
【発明の効果】
【００２３】
前記した本発明の構成によれば、鉛蓄電池の蓋に設けた導電層と電池端子を電気的に接続するに当たり、簡便かつ安価な構成で、これら負極端子と導電層との間の接触状態を安定に保持できることから、蓋への静電気の帯電が抑制されるので、従来発生していた、静電気火花による鉛蓄電池の破損を抑制できるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面により説明する。
【００２５】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態における鉛蓄電池１の天面を示す図、および、図２はこの鉛蓄電池１の要部断面を示す図である。なお、本発明の実施形態においては、すべて自動車に使用する公称電圧１２Ｖの始動用鉛蓄電池について例示する。したがって、例示する鉛蓄電池は、６個のセルが内部で直列接続された構成を有する。
【００２６】
図２に示したように、鉛蓄電池１は、電槽１１の上部に蓋２を接合して一体化される。蓋２には各セルに対応する液口３を有し、液口３には液口栓４が装着されている。液口栓４には、充電時等に鉛蓄電池１内に滞留した酸素ガスおよび水素ガスを大気に放出するための排気孔４ａが設けられている。蓋２には、負極端子５と正極端子６が設けられている。
【００２７】
本発明では、蓋２に設けた液口３の周囲に導電層７を形成する。図１（ａ）は、導電層７を蓋２上に帯状に配置した例を示したが、導電層７の使用量を削減するために、図２（ｂ）に示したように、導電層７を、液口３の周囲に環状に設け、環状に設けた導電層７間を同じく導電層７で接続した構成としてもよい。
【００２８】
導電層７は、外部の静電気が液口３および／もしくは排気孔４ａから電池内部に侵入することを抑制するよう配置されるため、この効果が奏される範囲内において、導電層７を液口３の全周に設けず、導電層７が液口３の周囲の一部に配置されたものであってもよい。
【００２９】
導電層７としては、錫箔、ステンレス箔等の金属箔、金属粉、カーボンや導電性酸化物を担持した導電性シート材、あるいは、同じく、金属粉、導電性酸化物粉、カーボン粉等を分散させた導電性塗料を使用できる。
【００３０】
導電層７として、前記したような、金属箔、導電性シート材を蓋２上に配置する場合、これらの導電層７を粘着剤（図示せず）で蓋２上に張り合わせればよい。粘着剤としては、一例として、アクリル樹脂の水性エマルジョン粘着剤を使用できるが、硫酸にさらされる場合が有るので耐硫酸性の物が望ましい。
【００３１】
本発明では、導電層７を負極端子５もしくは正極端子６に電気的に接続する。この接続に当たり導電層７には、導電層導入部８を設け、この導電層導入部８の先端部８ａを、端子、例えば、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した例では負極端子５の近傍もしくは接触するよう配置する。
【００３２】
本発明では、図２に示したように、この導電層導入部８の先端部８ａを負極端子５の近傍もしくは接触した位置に配置し、プッシュナット９を負極端子５に挿入固定することによって、先端部８ａを負極端子５近傍もしくは接触した位置に固定するとともに、先端部８ａと負極端子５間がプッシュナット９によって電気的に接続することによって、導電層７が負極端子５に電気的に接続される。
【００３３】
本発明に用いたプッシュナット９の平面図及び断面図を、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す。本発明に用いたプッシュナット９は、環状部９ａ内周に爪部９ｂを有している。爪部９ｂは、一般的には、環状部９ａに対して角度（図３（ｂ）に示す角度θ）を有して、負極端子５もしくは正極端子６先端方向に傾斜している。爪部９ｂの先端によって形成される貫通孔内径（図３（ａ）に示すｒ寸法）は、装着する電池端子、例えば負極端子５の外径より小である。
【００３４】
プッシュナット９は、角度θを有した爪部９ｂが負極端子５もしくは正極端子６の先端方向側となるよう、負極端子５もしくは正極端子６に圧入固定される。この圧入の進行にしたがい、爪部９ｂは負極端子５もしくは正極端子６の先端方向に押し広げられる。
【００３５】
プッシュナット９が負極端子５もしくは正極端子６の基部方向に装着され、少なくともプッシュナット９の環状部９ａと負極端子５もしくは正極端子６の基部で、導電層７から導出された、導電層を有する導電層導入部８の先端部８ａを挟持した状態となる。本発明では、環状部９ａが爪部９ｂによって、先端部８ａを負極端子５もしくは正極端子６の基部に圧接すること、また、爪部９ｂが負極端子５もしくは正極端子６の側部に食い込むことによって固定されるため、プッシュナット９が負極端子５もしくは正極端子６から脱落することがない。したがって、導電層７と負極端子５（もしくは正極端子６）との電気的接続を長期間にわたって安定して維持することができる。
【００３６】
なお、特に負極端子５もしくは正極端子６が鉛もしくは、鉛−アンチモン合金もしくは鉛−錫合金等の鉛合金で構成されている場合、爪部９ｂは容易に負極端子５もしくは正極端子６に、容易に食い込み、両者が固定されるため、負極端子５もしくは正極端子６と、導電層導入部８の先端部８ａとの電気的接続がより安定した状態で極めて長期間維持される。
【００３７】
また、プッシュナット９は、各種寸法のものが市場に安価に出回っており、本発明の構成を簡便かつ安価に得ることができる。
【００３８】
プッシュナット９の材質としては、鉄材あるいは銅材、もしくはこれらに錫もしくは半田めっきを施したもの、あるいはステンレス材を用いることができる。
【００３９】
本発明の第１の実施形態において、導電層導入部８とこれに連なる先端部８ａを図１（ａ）に示したような、長方形状としたが、図４に示したように、導電層導入部８の先端に環形状をした環状接続部８ｂを形成し、この環状接続部８ｂを負極端子５もしくは正極端子６に装着し、環状接続部８ｂを、前記したプッシュナットによって負極端子５もしくは正極端子６の基部に固定する構造としてもよい。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５および図６は、本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池３０を示す図である。本発明の鉛蓄電池３０は、前記した第１の実施形態による鉛蓄電池１と同様、電槽１１の上部に蓋２が接合され一体化されるとともに、蓋２には各セルに対応する液口３を有し、液口３には液口栓４が装着された構成、さらには、液口栓４には、充電時等に鉛蓄電池１内に滞留した酸素ガスおよび水素ガスを大気に放出するための排気孔４ａが設けられており、蓋２には、負極端子５と正極端子６が設けられている構成に変わるところはない。
【００４１】
本発明の鉛蓄電池３０では、本発明の鉛蓄電池１と同様、蓋２に設けた液口３の周囲に導電層７を形成する。図５は、導電層７を蓋２上に帯状に配置した例を示したが、導電層７の使用量を削減するために、図１（ｂ）に示したように、導電層７を、液口３の周囲に環状に設け、環状に設けた導電層７間を同じく導電層７で接続した構成としてもよいことは言うまでもない。
【００４２】
本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池３０は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示したプッシュナット９に替えて、図７（ａ）および図７（ｂ）に示した第２のプッシュナット３１を用いたものである。
【００４３】
第２のプッシュナット３１は、プッシュナット９と同様、負極端子５もしくは正極端子６を挿通する環状部３１ａと、負極端子５もしくは正極端子６の先端方向に、好ましくは角度θを有して傾斜した爪部３１ｂを有している。
【００４４】
第２のプッシュナット３１は、プッシュナット９にはない、環状部３１ａ外周から突出した舌状端子部３１ｃの存在によって特徴付けられる。
【００４５】
図６に示したように、本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池３０では、導電層導入部８に替えて、第２のプッシュナット３１に設けられた舌状端子部３１ｃの先端部が、直接、蓋２の表面に形成した導電層７に接触する構成を有する。図７（ａ）および図７（ｂ）に示した第２のプッシュナット３１は、舌状端子部３１ｃは２段に折り曲げられ、先端の平面部３１ｄを導電層７に接触するように負極端子５もしくは正極端子６に圧入固定される。
【００４６】
本発明の鉛蓄電池３０においては、舌状端子部３１ｃの２段に折り曲げ部分はばね性を有し、舌状端子部３１ｃにストロークの長いばね性を持たせることができる。その先端の平面部３１ｄが導電層７に押し付けられ、これら両者が圧接状態となることによって、負極端子５もしくは正極端子６と導電層７との電気的接続状態の経時変化が少なくなり、長期間安定して維持される。これにより、蓋２への静電気の帯電と、これによって引き起こされる電池破損を長期間にわたって顕著に抑制することができる。なお、舌状端子部３１ｃの形状は、これに限定されるものではなく、その先端部が導電層７に圧接可能な形状であればよい。例えば、上方を弦とする円弧上としてもよい。
【００４７】
第２の実施形態によれば、導電層７から導電層導入部８を必ずしも設ける必要がなくなる。特に第１の実施形態の如く、導電層導入部８の先端部８ａや環状接続部８ｂを負極端子５もしくは正極端子６の近傍に配置する、あるいは、装着するという工程が不要となるため、生産性向上の面で好ましい。
【００４８】
また、一部の鉛蓄電池では、図２および図６に示したように、負極端子５および正極端子６の端子基部を、蓋２より突出して高くすることが行なわれている。その結果、蓋２から端子基部にかけて段差２ａが形成されることになる。これは蓋表面に漏出した電解液が端子に付着することによる端子の変色（黒色化や白色化）を抑制する目的等によるものである。
【００４９】
第１の実施形態による鉛蓄電池１では、導電層導入部８をこの段差２ａに沿って貼り合わせる工程が必要となるが、第２の実施形態による鉛蓄電池３０では、段差２ａがあったとしても、段差２ａ下に形成された導電層７に、直接、舌状端子部３１ｃ先端に形成した平面部３１ｄを接触できるため、前記したような、段差２ａに沿った導電層導入部８の張り合わせ工程は不要となり、生産性の面でより好ましい。
【００５０】
なお、第２の実施形態では、図７（ｂ）に示すように、２段の折り曲げ部分を設けた舌状端子部３１ｃの例を示したが、舌状端子部３１ｃの先端が導電層７を押圧するよう構成すればよいので、必ずしも２段の折り曲げ部分を設ける必要はない。
【００５１】
例えば、図７（ｂ）に示した舌状端子部３１ｃを前記したような円弧状のものとしてもよい。このような形状によっても、舌状端子部３１ｃの先端が、導電層７に押圧されるため、負極端子５もしくは正極端子６と、導電層７との電気的接続が、長期間にわたって安定して行なわれるため、蓋２上での静電気の帯電を抑制することができる。また、舌状端子部３１ｃの形状は、上記に限定されず、これらの先端が導電層７を押圧する形状を有していればよく、さらにばね性を有した材料からなることが好ましい。
【００５２】
次に、本発明の第３の実施形態による鉛蓄電池４０を図８および図９に示す。第３の形態の鉛蓄電池４０は、第２の実施形態による鉛蓄電池３０の第２のプッシュナット３１に替えて、第１の実施形態で用いたプッシュナット９を用い、プッシュナット９と負極端子５もしくは正極端子６の基部との間に第２の舌状端子部４１ａを有した環状接続体４１を介挿した構成である。
【００５３】
環状接続体４１は、第２の舌状端子部４１ａと負極端子５もしくは正極端子６のいずれか一方に装着される装着部４１ｂとからなり、これらは一体に設けられて導電性を有する。第２の舌状端子部４１ａは、舌状端子部３１ｃ同様、その先端で導電層７を押圧する構成を有しておればよく、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示した形状に限定されないことは、前記した第２の実施形態と同様である。
【００５４】
環状接続体４１は、図１０（ａ）に示したが如く、リング形状のものを採用できるが、負極端子５もしくは正極端子６から脱落しない構成であればよいので、リング形状に限定されず、例えば、リングの一部が欠損した形状であってもよい。
【００５５】
本発明の第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様、導電層７と、負極端子５もしくは正極端子６との電気的接続が、安定して長期間維持されるため、蓋２における静電気の帯電と、これによる電気スパークの発生が抑制され、結果として、電気スパークによって発生していた、電槽１１や蓋２の破損が抑制され、安全性に優れた鉛蓄電池を提供できる。さらに、本発明において、負極端子５および正極端子６が鉛合金で構成されているので、プッシュナット９もしくは第２のプッシュナット３１の爪部９ｂもしくは爪部３１ｂが柔軟な鉛合金に食い込むため、振動や温度変化といった環境変化によっても、負極端子５もしくは正極端子６と導電層７との電気的接続を長期間安定して維持することが可能となる。
【００５６】
本発明のさらに好ましい形態として、プッシュナット９、第２のプッシュナット３１（舌状端子部３１ｃを含む）もしくは環状接続体４１の、負極端子５もしくは正極端子６との接触部および導電層７との接触部を除く部位を絶縁層（図示せず）で被覆することが好ましい。
【００５７】
特に、舌状端子部３１ｃもしくは第２の舌状端子部４１ａを有した構成では、これら、舌状端子部３１ｃおよび第２の舌状端子部４１ａは、負極端子５もしくは正極端子６から離れ、かつ蓋２から突出しているため、電池を車両に搭載する際、他の配線部材と接触して短絡を起こす可能性が、わずかであるがないとは言えない。したがって、このような短絡の可能性を排除し、より安全な鉛蓄電池を得るために、前記した部位を絶縁層で被覆することが好ましい。
【００５８】
また、車両に搭載した電池では、負極端子５や正極端子６の冠水や、鉛蓄電池内部から滲み出た電解液によって、プッシュナット９、第２のプッシュナット３１（舌状端子部３１ｃを含む）もしくは環状接続体４１が腐食する場合があるため、前記した絶縁層は、耐水性および耐酸性を有することが好ましい。絶縁層の形成方法としては、一例として、ワニス等の絶縁塗料を塗布すればよい。
【００５９】
また、本発明において、プッシュナット９と導電層導入部８との接触部、舌状端子部３１ｃおよび第２の舌状端子部４１ａと導電層７との接触部や、プッシュナット９および第２のプッシュナット３１と、負極端子５もしくは正極端子６との接触部といった導電体が外部に露出した部位での耐環境性を向上するために、この部位にグリースを塗布することもできる。
【００６０】
なお、前記した本発明の、第１〜第３の実施形態において、鉛蓄電池１，３０，４０は、液口栓４に排気孔４ａを配置した例を示している。本発明によれば、蓋２への静電気の帯電を防止することによって、従来発生していた、蓋に帯電した静電気が、液口栓４と蓋２との装着部の間隙や、排気孔４ａを経由して電池内部に移行し、電池内部でスパークを発生させたり、排気孔４ａから排出された水素ガスに蓋２の表面で発生したスパークに引火するという課題を解決できる。
【００６１】
次に、本発明の第４の実施形態による鉛蓄電池５０の構造を説明する。図１１に示したように、本発明の鉛蓄電池５０は、本発明の鉛蓄電池１，３０，４０において有していた、液口栓４に排気孔４ａを形成する構造にかえて、液口栓５１の側部に液口栓５１を貫通する貫通孔５２を形成するとともに、蓋５３内部に、この貫通孔５２間を連通し、かつその少なくとも一端が、蓋５３の電池外に開口する排気経路５４を設けた構成を有する。
【００６２】
本発明の鉛蓄電池５０では、導電層７を液口５５の周縁部に配置すればよい。導電層７と負極端子（図示せず）もしくは正極端子（図示せず）との電気的接続は、前記した本発明の第１〜第３の実施の形態で示した各構成のいずれかを適用すればよい。
【００６３】
鉛蓄電池５０では、複数セルからの排出ガス（水素ガスおよび酸素ガス）が、一括して排気経路５４を経由するとともに、好ましくは、埃といった異物の電池内部への侵入を防止したり、電池外部で発生した電気スパーク等の発火源を電池内部に引き込まないためのフィルター５６を経由して、鉛蓄電池５０より大気中に放出される。したがって、液口栓５１からは水素ガスの排出はないものの、液口栓５１と液口５５との間隙を通した静電気の電池内部への移行と、電池内部でのスパークの発生の可能性を排除でき、より安全な鉛蓄電池を得ることができる。
【００６４】
さらに好ましくは、本発明の鉛蓄電池５０において、導電層７に、蓋５３における排気経路５４の開口部５４ａの周縁を囲う、導電層延出部８ｃを配置する。なお、導電層延出部８ｃは、必ずしも開口部５４ａを完全に囲う必要はなく、静電気を電池内部に引き込まない程度に、開口部５４ａの周囲の一部に配置してもよい。
【００６５】
このような構成によれば、一括排気の鉛蓄電池において、蓋５３に帯電した静電気が、排気のための開口部５４ａを経由して電池内部に移行することによる、電池内部でのスパーク発生や、開口部５４ａ周辺での静電気スパーク発生を防止できるという、本発明の第１〜第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
本発明は、１２Ｖ系の始動用鉛蓄電池にのみ適用可能ではなく、単セル電池を含む、様々は公称電圧を有する鉛蓄電池に適用可能である。
【００６７】
なお、第１〜第４の実施形態において、導電層７を正極端子６に接続してもよいが、車両搭載時の安全性を考慮して、負極端子５に接続することが好ましい。電池を車両に固定する際、電池の蓋上面をステーで固定する構造が一般的であるが、このような場合、ステーが、マイナスに設置されている場合の安全性を考慮して、導電層７を負極端子５に接続することが好ましい。
【実施例】
【００６８】
以下の実施例により本発明の効果を説明する。本実施例では、本発明例および比較例の鉛蓄電池（以下、供試電池）を作成し、充電を行いながら、供試電池に静電気を印加したときの、供試電池の破損の有無を確認した。
【００６９】
供試電池の型式は、本発明例、比較例の各供試電池ともに、ＪＩＳ  Ｄ  ５３０１（始動用鉛蓄電池）に規定されている５５Ｂ２４Ｌを用いた。
【００７０】
（供試電池Ａ１）
供試電池Ａ１は、本発明の第１の実施の形態の構成を有する鉛蓄電池１であり、導電層導入部８の先端部８ａが、プッシュナット９によって負極端子５に固定された構成を有する。プッシュナット９はステンレス製のものを用いた。導電層７は図１（ａ）に示すパターンで蓋２の上に形成されている。導電層７は、厚み０．２５ｍｍの錫箔を水性エマルジョン系の粘着剤で蓋２に貼りあわされている。
【００７１】
（供試電池Ａ２）
供試電池Ａ２は、本発明の第２の実施の形態の構成を有する鉛蓄電池３０である。導電層７は供試電池Ａ１と同様、図１（ａ）に示すパターンで蓋２に貼りあわされている。導電層７の材質、蓋２に貼りあわせる粘着剤は供試電池Ａ１と同様である。また、第２のプッシュナット３１の材質は、供試電池Ａ１におけるプッシュナット９と同様、ステンレス製のものを用いた。
【００７２】
（供試電池Ａ３）
供試電池Ａ３は、本発明の第３の実施の形態の構成を有する鉛蓄電池４０である。導電層７は供試電池Ａ１と同様、図１（ａ）に示すパターンで蓋２に貼りあわされている。導電層７の材質、蓋２に貼りあわせる粘着剤は供試電池Ａ１と同様である。また、プッシュナット９および環状接続体４１の材質は、供試電池Ａ１におけるプッシュナット９と同様、ステンレス製のものを用いた。
【００７３】
（供試電池Ａ４）
供試電池Ａ４は、本発明の第４の実施の形態の構成を有する鉛蓄電池５０である。導電層７と、蓋５３との貼りあわせパターンは、供試電池Ａ１〜Ａ３と同様であるが、導電層７に開口部５４ａの周縁を囲う、導電層延出部８ｃが設けられている。なお、供試電池Ａ４では、負極端子５と、導電層７との電気的接続は、第２の実施形態の鉛蓄電池３０（供試電池Ａ２）と同様の構成とした。
【００７４】
（供試電池Ａ５）
供試電池Ａ５は、供試電池Ａ４に設けられた導電層延出部８ｃを設けない構成としたものである。
【００７５】
（供試電池Ｂ１）
供試電池Ｂ１は、供試電池Ａ１において、蓋２に導電層７を貼りあわせない構成を有する電池である。また、負極端子５、正極端子６ともにプッシュナット９も装着されていない。
【００７６】
（供試電池Ｂ２）
供試電池Ｂ２は、供試電池Ａ４において、蓋５３の上に導電層７を貼りあわせず、かつ、負極端子５に第２のプッシュナットを装着しない電池である。
【００７７】
（供試電池Ｂ３）
供試電池Ｂ３は、図１２に示した鉛蓄電池６０である。鉛蓄電池６０は、供試電池Ａ１の導電層７に替えて、蓋２の上の、液口３の周囲を囲うように、厚み０．２５ｍｍ、幅５．０ｍｍのテープ状の錫箔の格子状に配置することによって、格子状導電層６１を蓋２上に形成したものである。なお、格子状導電層６１も、供試電池Ａ１〜Ａ５に用いたのと同様の、水性エマルジョン系の粘着剤で蓋２に貼りあわせた。
【００７８】
なお、格子状導電層６１と負極端子５との電気接続は、導電性ラッカー６２を、格子状導電層６１と負極端子５間に塗布することにより行なった。なお、導電性ラッカー６２はアクリル系基剤に銅微粉末を混練した物である。
【００７９】
（供試電池Ｂ４）
供試電池Ｂ４は、図１３に示した鉛蓄電池７０である。鉛蓄電池７０は、供試電池Ａ１（本発明による鉛蓄電池１）において、導電層導入部８とプッシュナット９を取り除いた構成を有しており、導電層７と負極端子５間を、供試電池Ｂ３で用いたものと同様の、導電性ラッカー６２を塗布することによって、これら両者間を電気的に接続したものである。
【００８０】
（供試電池Ｂ５）
供試電池Ｂ５は、図１４（ｂ）に示した鉛蓄電池７１であり、供試電池Ｂ１の蓋２の上に、図１４（ａ）導電に示した層７２を形成した導電層支持体７３を装着したものである。なお、導電層支持体７３は厚み０．５ｍｍのＰＰ樹脂シートからなり、導電層支持体７３と導電層７２とは、供試電池Ａ１〜Ａ５に用いたのと同様の、水性エマルジョン系の粘着剤で貼りあわされており、さらに導電層支持体７３と蓋２とが、前記と同様の粘着剤で、貼りあわされている。
【００８１】
また、導電層支持体７３および導電層７２には、負極端子５と嵌合する貫通孔７３ａ、および液口３が電池天面に露出するよう、液口３に対応して形成した貫通孔７２ａを有する。なお、導電層７２は、負極端子５と嵌合し、貫通孔７３ａの全周と、液口３に対応した貫通孔７２ａの全周に設けられ、それぞれが電気的に導通している。なお、導電層７２は、導電層７と同様、厚み０．２５ｍｍの錫箔で構成されている。
【００８２】
以上の各供試電池Ａ１〜Ａ５およびＢ１〜Ｂ５について、それらの各５個を、以下に示す電圧印加試験を行った。すなわち、各供試電池を乗用車に搭載し、実際に実車走行を行った。実車走行期間は１０ヶ月、走行距離を１００００ｋｍとした。
【００８３】
実車走行後の各供試電池を、車両より取り外し、各供試電池に静電気を印加して供試電池の破損の発生状況を調査した。なお、各供試電池を７．２Ａ（５時間率電流に相当）で１０時間充電した後、更に充電を継続しながら静電気を印加した。充電電流および充電時間から、各供試電池は過充電状態となり、排気孔４ａもしくは開口部５４ａから水素ガスおよび酸素ガスが排出された状態となっている。
【００８４】
このような状態において、図１５に示すように、供試電池８０の蓋８１と電槽８２との溶着部８２ａから５．０ｍｍ離間させた位置に放電電極８３を配置し、負極端子５と、放電電極８３との間に高電圧電源８４を配置した。このような状態とした上で、負極端子５に対して放電電極８３に＋３０ｋＶの電圧を印加する。なお、放電電極８３の位置は溶着部８２ａより５．０ｍｍ離れた線上を、溶着部８２ａ全周にわたって、５ｍｍ間隔で移動させ、各点で１回、電圧を印加した。なお、途中で蓋８１や電槽８２に破損が生じた時点で、試験を終了した。
【００８５】
本供試電池（５５Ｂ２４型）の場合、溶着部８２ａの周囲長は７４０ｍｍであったため、全く、電槽８２と蓋８１に破損が生じなかった場合、供試電池１個で最大１４７回、電圧を印加することとなった。なお、供試電池８０、蓋８１、電槽８２および溶着部８２ａとの名称および符号は、本試験の実施状態を説明する上で便宜的に付したものであって、本来、各供試電池Ａ１〜Ａ５およびＢ１〜Ｂ５の電槽および蓋に付された符号に読み替えるべきであることは言うまでもない。
【００８６】
上記の条件で行なった電圧印加試験後の、各供試電池Ａ１〜Ａ５およびＢ１〜Ｂ５の電槽および蓋の破損の発生状況を表１に示す。
【００８７】
【表１】
2010021089.tif 000003
【００８８】
本発明による供試電池Ａ１〜Ａ５は５個とも破損するものはなかった。すなわち、１４７回の電圧印加を行なった場合にも、電槽および蓋のいずれの破損も発生しなかったことになる。また、これらの供試電池Ａ１〜Ａ５では、導電層７と負極端子５との間の電気的接続が保たれていた。すなわち、印加電圧によって生じた静電気は、導電層７を介して負極端子５に接地されたため、電池内部に静電気を引き込むことなく、電槽や蓋の破損が抑制されたと考えられる。
【００８９】
ただし、プッシュナット９、第２のプッシュナット３１、および環状接続体４１表面の一部に、変色する程度の軽微な腐食が生じていた。このような軽微な腐食は本発明の効果を得る上で、障害となるものではないが、バッテリーを通常の補償期間である１〜３年を越えて、さらに長期間使用することを想定すれば、プッシュナット９、第２のプッシュナット３１および環状接続体４１の、負極端子５および導電層７と接触する部分を除く部分を絶縁、耐候性（耐熱、耐水、耐酸）の層を形成することが好ましい。
【００９０】
供試電池Ｂ１およびＢ２では、５個のすべてで、電槽１１および蓋２の破損が発生した。なお、電池の破損は、１回目の電圧印加時に発生した。
【００９１】
供試電池Ｂ３およびＢ４では、５個中２個に、電槽１１および蓋２の破損が発生した。なお、破損した２個はそれぞれ３回目の電圧印加時に破損した。破損した供試電池Ｂ３およびＢ４の電池において、導電性ラッカー６２が蓋２から剥離した状態となっており、負極端子５と、格子状導電層６１もしくは導電層７との間の電気的接続が、損なわれていた。その結果、電圧印加時に蓋２に静電気が帯電し、これにより水素ガスに引火し、電槽１１および蓋２の破損が発生していた。
【００９２】
このような導電性ラッカー６２は、供試電池Ｂ３およびＢ４が車両に搭載され、使用される間に、受ける振動や、温度履歴（本実施例に用いた車両においては、季節変動による気温変化およびエンジン動作時の最高温度から、−１℃〜７８℃の温度変化を受けていた。）、特に天候に左右される湿度等の環境変化によって、導電性ラッカー６２と蓋２との密着性が損なわれ、剥離に至ったと考えられる。
【００９３】
供試電池Ｂ５では５個中３個引火による破損が発生した。破損した３個の供試電池Ｂ５は、それぞれ５回目、７回目および１１回目の電圧印加時に破損が発生した。これら破損した３個の供試電池Ｂ５は、導電層支持体７３に設けた、負極端子５を挿通するための、貫通孔７３ａが振動のため変形することによって、変形し、負極端子５と貫通孔７３ａ周囲に配置された導電層７２との接触が不安定になっていることが確認できた。
【００９４】
以上に示したように、本発明によれば、蓋上に設けた導電層と負極端子あるいは正極端子との電気的接続の信頼性を飛躍的に向上させることができる。したがって、鉛蓄電池の静電気の帯電と、これによって引き起こされる電池破損を抑制できるという、顕著な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の鉛蓄電池は、静電気の帯電によって引き起こされる電池破損を抑制できるという顕著な効果を奏し、かかる効果は、様々な用途の鉛蓄電池に要求されるものであることから、本発明の実施の形態に示した、車両に用いる始動用鉛蓄電池をはじめとして、様々な用途の鉛蓄電池に適用することができ、工業上、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池の天面を示す図（ｂ）本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池の他の天面を示す図
【図２】本発明の鉛蓄電池の要部断面を示す図
【図３】（ａ）プッシュナットを示す図（ｂ）プッシュナットを示す断面図
【図４】他の先端部の形状を示す図
【図５】本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池の天面を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池の要部断面を示す図
【図７】（ａ）第２のプッシュナットを示す図（ｂ）第２のプッシュナットを示す断面図
【図８】本発明の第３の実施形態による鉛蓄電池の天面を示す図
【図９】本発明の第３の実施形態による鉛蓄電池の要部断面を示す図
【図１０】（ａ）環状接続体を示す図（ｂ）環状接続体を示す断面図
【図１１】本発明の第４の実施形態による鉛蓄電池の要部断面を示す図
【図１２】比較例の鉛蓄電池の天面を示す図
【図１３】他の比較例の鉛蓄電池の天面を示す図
【図１４】（ａ）導電層支持体を示す図（ｂ）他の比較例の鉛蓄電池の天面を示す図
【図１５】静電気印加試験の状態を示す図
【符号の説明】
【００９７】
１      （第１の実施形態による）鉛蓄電池
２      蓋
２ａ    段差
３      液口
４      液口栓
４ａ    排気孔
５      負極端子
６      正極端子
７      導電層
８      導電層導入部
８ａ    先端部
８ｂ    環状接続部
８ｃ    導電層延出部
９      プッシュナット
９ａ    環状部
９ｂ    爪部
１１    電槽
３０    （第２の実施形態による）鉛蓄電池
３１    第２のプッシュナット
３１ａ  環状部
３１ｂ  爪部
３１ｃ  舌状端子部
３１ｄ  平面部
４０    （第３の実施形態による）鉛蓄電池
４１    環状接続体
４１ａ  第２の舌状端子部
４１ｂ  装着部
５０    （第４の実施形態による）鉛蓄電池
５１    液口栓
５２    貫通孔
５３    蓋
５４    排気経路
５４ａ  開口部
５５    液口
５６    フィルター
６０    （比較例の）鉛蓄電池
６１    格子状導電層
６２    導電性ラッカー
７０    （比較例の）鉛蓄電池
７１    （比較例の）鉛蓄電池
７２    導電層
７２ａ  貫通孔
７３    導電層支持体
７３ａ  貫通孔
８０    供試電池
８１    蓋
８２    電槽
８２ａ  溶着部
８３    放電電極
８４    高電圧電源
【図１】
2010021089.tif 000004
【図２】
2010021089.tif 000005
【図３】
2010021089.tif 000006
【図４】
2010021089.tif 000007
【図５】
2010021089.tif 000008
【図６】
2010021089.tif 000009
【図７】
2010021089.tif 000010
【図８】
2010021089.tif 000011
【図９】
2010021089.tif 000012
【図１０】
2010021089.tif 000013
【図１１】
2010021089.tif 000014
【図１２】
2010021089.tif 000015
【図１３】
2010021089.tif 000016
【図１４】
2010021089.tif 000017
【図１５】
2010021089.tif 000018