(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電槽の開口部を閉塞する電槽蓋の一部にガス排出用の安全弁が設けられた密閉形蓄電池において、
前記安全弁は、前記電槽蓋の上面に凹部が設けられ、該凹部の底面に開口させて前記電槽蓋に排気口が設けられ、該排気口に対して同心円状に前記凹部の底面に環状溝が設けられ、前記環状溝に下端を嵌合支持させて前記凹部内にゴム弁筒が立設され、前記ゴム弁筒内にフッ素樹脂弁体が嵌合され、前記電槽蓋に設けられている前記凹部の入口には前記フッ素樹脂弁体に接してこれを押える弁体押え蓋が支持されていることを特徴とする密閉形蓄電池。
【請求項２】
電槽の開口部を閉塞する電槽蓋の一部にガス排出用の安全弁が設けられた密閉形蓄電池において、
前記安全弁は、前記電槽蓋の上面に凹部が設けられ、該凹部の底面に開口させて前記電槽蓋に排気口が設けられ、該排気口に対して同心円状に前記凹部の底面に環状溝が設けられ、前記環状溝に下端を嵌合支持させて前記凹部内にゴム弁筒が立設され、前記ゴム弁筒内にフッ素樹脂弁体が嵌合され、前記フッ素樹脂弁体には前記排気口を通って前記電槽蓋の下面に係止されるフック部が設けられていることを特徴とする密閉形蓄電池。
【請求項３】
前記フッ素樹脂弁体の下端の一部には前記電槽蓋の下部に当接する突起部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の密閉形蓄電池。
【請求項４】
前記ゴム弁筒の内周の一部に前記フッ素樹脂弁体の下降を阻止するストッパー部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の密閉形蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、密閉形蓄電池に関し、特にその電槽蓋に設けられている安全弁の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、従来の密閉形鉛蓄電池の安全弁１は、図示しない電槽の開口部を閉塞する電槽蓋２の上面に凹部３が設けられ、該凹部３の底面３ａに開口するように排気口４が設けられ、該排気口４に対して同心状に弁筒５が凹部３の底面３ａから該凹部３内に立設され、該弁筒５の先端外周にキャップ状のゴム弁体６がシリコーンオイルを介して被せられ、凹部３の入口には弁筒５からのゴム弁体６の脱落を防止する弁体押え蓋７が嵌合係止された構造になっていた。
【０００３】
このように、密閉形鉛蓄電池に安全弁１を設けているのは、過充電や大電流によってガス吸収能力を超える多量のガスが電池内に発生した場合、内圧上昇による電槽の膨れや破裂といった電池の損傷を防止し、且つ外部からの酸素の進入を防止するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の安全弁１では、電池内のガスを排出する際に、電解液である硫酸の飛沫が同時に排出され、これが弁筒５とゴム弁体６との間に付着すると、ゴム弁体６が弁筒５に貼り付いてしまう場合がある。この状態になると、電槽内のガスが排出されにくくなり、内圧が上昇し電槽の膨れや破裂といった電池の損傷を起こすことになり、このような安全弁１では密閉形蓄電池の長期使用に問題があった。
【０００５】
また、この弁筒５とゴム弁体６との間の付着を防止するために、電池内圧で拡形させるキャップ状のゴム弁体６をフッ素ゴムで形成することも考えられるが、フッ素ゴムは一般的に耐寒性に問題があり、低温になるとゴム弾性を失う傾向にあり、低温下の使用ではゴムが硬くなり、安全弁１の作動圧が高くなってしまい、ガスの排出が行われにくくなるという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、長期間安定した作動をする安全弁を備えた密閉形蓄電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電槽の開口部を閉塞する電槽蓋の一部にガス排出用の安全弁が設けられた密閉形蓄電池を改良の対象としている。
【０００８】
請求項１に記載の密閉形蓄電池における前記安全弁は、前記電槽蓋の上面に凹部が設けられ、該凹部の底面に開口させて前記電槽蓋に排気口が設けられ、該排気口に対して同心円状に前記凹部の底面に環状溝が設けられ、前記環状溝に下端を嵌合支持させて前記凹部内にゴム弁筒が立設され、前記ゴム弁筒内にフッ素樹脂弁体が嵌合された構造になっていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の密閉形蓄電池における前記安全弁は、前記フッ素樹脂弁体の下端の一部に前記電槽蓋の下部に当接する突起部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の密閉形蓄電池における前記安全弁は、前記ゴム弁筒の内周の一部に、前記フッ素樹脂弁体の下降を阻止するストッパー部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の密閉形蓄電池における前記安全弁は、前記電槽蓋に設けられている前記凹部の入口に、前記フッ素樹脂弁体に接してこれを押える弁体押え蓋が支持されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の密閉形蓄電池における前記安全弁は、前記フッ素樹脂弁体に、前記排気口を通って前記電槽蓋の下面に係止されるフック部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
【作用】
安全弁が、このようにゴム弁筒と、該ゴム弁筒内に嵌合されたフッ素樹脂弁体とを主体として構成されていると、電池内が減圧状態の場合は、ゴム弁筒がフッ素樹脂弁体を締め付けているため気密が保たれ、また電池内が増圧状態の場合は、ゴム弁筒が押し広げられてフッ素樹脂弁体との間からガスが排出される。
【００１４】
また、フッ素樹脂は貼り付き難い性質を備えているので、ゴム弁筒とフッ素樹脂弁体との間に硫酸の飛沫が付着されてもフッ素樹脂弁体がゴム弁筒に貼り付くのを防止でき、長期使用に対して安定した弁作動を得ることができる。
【００１５】
更に、フッ素樹脂弁体を使用することで、ゴム弁筒とフッ素樹脂弁体との貼り付きを防止できるので、電池内圧で拡径させるゴム弁筒は耐寒性等に優れたゴムを用いることができるため、低温化でも安定した弁作動を維持させることができる。弁体は弾性変形を必要としないので、フッ素樹脂で構成しても耐寒性に問題を生じることはない。
【００１６】
特に、請求項２に記載の安全弁のように、フッ素樹脂弁体の下端の一部に、電槽蓋の一部に当接する突起部を設けると、電池内が減圧状態の場合に、フッ素樹脂弁体がゴム弁筒内で電池内部側へ引き込まれるのを阻止でき、このためフッ素樹脂弁体が電池内に引き込まれてゴム弁筒がフッ素樹脂弁体を締め付ける圧力が強くなって該安全弁の作動圧が高くなるのを防止できる。
【００１７】
また、フッ素樹脂弁体の下端の一部だけが、電槽蓋の下部に当接するので、該弁体の下端の全周が電槽蓋の下部に当接して排気口を塞ぐのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の安全弁のように、ゴム弁筒の内周の一部に、フッ素樹脂弁体の下降を阻止するストッパー部を設けると、請求項２の場合と同様に、電池内が減圧状態の場合に、フッ素樹脂弁体がゴム弁筒内で電池内部側へ引き込まれるのを阻止でき、このためフッ素樹脂弁体が電池内に引き込まれてゴム弁筒がフッ素樹脂弁体を締め付ける圧力が強くなって該安全弁の作動圧が高くなるのを防止できる。
【００１９】
また請求項４に記載の安全弁のように、電槽蓋に設けられている凹部の入口に、フッ素樹脂弁体に接してこれを押える弁体押え蓋を支持させるか、請求項５に記載の安全弁のように、フッ素樹脂弁体に、排気口を通って電槽蓋の下面に係止されるフック部を設けると、電池内圧でフッ素樹脂弁体が外れるのを防止できる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明に係る密閉形蓄電池の実施例を図を参照して詳細に説明する。なお、前述した図６と対応する部分には同一符号を付けて示している。
【００２１】
図１は、本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第１実施例を示したものである。本実施例の密閉形鉛蓄電池においては、電槽蓋２の上面に凹部３が設けられ、該凹部３の底面３ａに開口させて該電槽蓋２に排気口４が設けられ、該排気口４に対して同心円状に凹部３の底面３ａに環状溝８が設けられ、該環状溝８に下端を嵌合支持させて凹部３内にゴム弁筒９が立設され、該ゴム弁筒９にフッ素樹脂弁体１０が嵌合され、凹部３の入口にはフッ素樹脂弁体１０に接してこれを押える弁体押え蓋７が支持されて安全弁１が構成されている。この場合、ゴム弁筒９の孔は、電池内部から外側に向かって広がるテーパ孔になっていて、フッ素樹脂弁体１０と接する部分では必ず該フッ素樹脂弁体１０の外径の方が大きく、該ゴム弁筒９からフッ素樹脂弁体１０に締め付け圧力が加わるようになっている。
【００２２】
本実施例では、電槽蓋２はＡＢＳ樹脂、ゴム弁筒９はクロロプレンゴム、フッ素樹脂弁体１０はテトラフロロエチレン樹脂で形成されている。
【００２３】
このようにゴム弁筒９と、該ゴム弁筒９に嵌合されたフッ素樹脂弁体１０とを主体として安全弁１を構成すると、電池内が減圧状態の場合は、該図１に示すようにゴム弁筒９がフッ素樹脂弁体１０を締め付けているため気密が保たれ、また電池内が増圧状態の場合は、図２に示すようにゴム弁筒９が押し広げられてフッ素樹脂弁体１０との間からガスが排出される。
【００２４】
また、フッ素樹脂は貼り付き難い性質を備えているので、ゴム弁筒９とフッ素樹脂弁体１０との間に硫酸の飛沫が付着されてもフッ素樹脂弁体１０がゴム弁筒９に貼り付くのを防止でき、長期使用に対して安定した弁作動を得ることができる。
【００２５】
図３は、本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第２実施例を示したものである。本実施例の密閉形鉛蓄電池は、フッ素樹脂弁体１０の下端の一部に電槽蓋２の凹部３の底面３ａに当接する突起部１０ａが設けられている点に特徴がある。該突起部１０ａは、フッ素樹脂弁体１０と同じフッ素樹脂で形成されている。その他の構成は、図１と同様になっている。
【００２６】
第１の実施例では、減圧時にフッ素樹脂弁体１０がゴム弁筒９の電池内側へ引き込まれる可能性があり、こうなるとゴム弁筒９がフッ素樹脂弁体１０を締め付ける力が強くなって安全弁１の作動圧がわずかに高くなるが、この第２の実施例のように、フッ素樹脂弁体１０の一部の突起部１０ａが電槽蓋２の凹部底面３ａに接することでフッ素樹脂弁体１０の位置が固定され、該フッ素樹脂弁体１０がゴム弁筒９内で電池内部側へ引き込まれることがなくなる。このため、安全弁１の作動圧を安定させることができる。ただし、この際には、フッ素樹脂弁体１０の下部の全周が電槽蓋２の凹部底面３ａに接すると、フッ素樹脂弁体１０が排気口４を全体的に塞ぐ形となり、ゴム弁筒９に電池内圧が伝わり難くなるので、フッ素樹脂弁体１０と排気口４の周囲全周が接しないことが重要である。
【００２７】
図４は、本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第３実施例を示したものである。本実施例の密閉形鉛蓄電池は、ゴム弁筒９の内周の一部に、フッ素樹脂弁体１０の下降を阻止するストッパー部９ａが設けられている点に特徴がある。該ストッパー部９ａは、ゴム弁筒９と同じゴムで形成されている。
【００２８】
このように、ゴム弁筒９の内周の一部に、フッ素樹脂弁体１０の下降を阻止するストッパー部９ａを設けると、第２実施例と同様に、電池内が減圧状態の場合に、フッ素樹脂弁体１０がゴム弁筒９内で電池内部側へ引き込まれるのを阻止でき、このためフッ素樹脂弁体１０がゴム弁筒９内で電池内部側へ引き込まれてゴム弁筒９がフッ素樹脂弁体１０を締め付ける圧力が強くなって安全弁１の作動圧が高くなるのを防止できる。
【００２９】
図５は、本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第４実施例を示したものである。本実施例の密閉形鉛蓄電池は、フッ素樹脂弁体１０に、排気口４を通って電槽蓋２の下面に係止されるフック部１０ｂが設けられている点に特徴がある。該フック部１０ｂは、フッ素樹脂弁体１０と同じフッ素樹脂で形成されている。このようにフッ素樹脂弁体１０が、排気口４を通って電槽蓋２の下面にフック部１０ｂを介して係止される関係で、弁体押え蓋７はフッ素樹脂弁体１０から少し離して設けられている。その他の構成は、図１と同様になっている。
【００３０】
このような構造でも、電池内圧でフッ素樹脂弁体１０が外れるのを防止することができる。
【００３１】
なお、ゴム弁筒９は円錐状の形でもよく、またゴム弁筒９とフッ素樹脂弁体１０の間にシリコーンオイル等のオイルを配してもよい。また、ゴム弁筒９と電槽蓋２との間の気密をより確実にするために、ゴム弁筒９を入れる環状溝８の中にオイルを配したり、ゴム弁筒９を環状溝８に接着剤により接着することもできる。更に、フッ素樹脂弁体１０が増圧時にゴム弁筒９から抜けないように、フッ素樹脂弁体１０を弁体押え蓋７で押えつけるか（図１）、あるいはフッ素樹脂弁体１０にフック部１０ｂを電槽蓋２の下面に引っ掛ける（図５）ようにして、電池内圧が上昇してもゴム弁筒９からフッ素樹脂弁体１０に抜けてしまわないようにすることが好ましい。
【００３２】
次に、図１に示す構造の安全弁１を持つ本発明の密閉形鉛蓄電池（発明品１）と、図３に示す構造の安全弁１を持つ本発明の密閉形鉛蓄電池（発明品２）と、図４に示す構造の安全弁１を持つ本発明の密閉形鉛蓄電池（発明品３）と、図６に示す構造で、ＡＢＳ製の電槽蓋２にＡＢＳ製の弁筒５が設けられ、該弁筒５にクロロプレンゴム製のキャップ状ゴム弁体６がシリコーンオイルを介して被せられた安全弁１を持つ密閉形鉛蓄電池（従来品１）と、同じ構造でフッ素ゴム製のキャップ状ゴム弁体６を用いた安全弁１を持つ密閉形鉛蓄電池（従来品２）との性能比較実験を行った。
【００３３】
発明品１，２，３及び従来品１，２の２Ｖ−４Ａｈの電池を各５０個ずつ作成し、２５℃中及び−２０℃中での安全弁１の作動圧を測定した後、６０℃中で６カ月放置した後の安全弁１の作動圧を測定した。
【００３４】
【表１】
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表１のように、いずれの安全弁１も２５℃中では約０．２ｋｇ／ｃｍ２  と開弁圧に差は見られないが、−２０℃中では従来品２のフッ素ゴム製のキャップ状ゴム弁体６を使用した場合の開弁圧が約０．６ｋｇ／ｃｍ２  と約３倍になった。
【００３５】
また、６０℃中で６カ月放置した後の作動圧は、本発明品１，２，３及び従来品２では約０．２ｋｇ／ｃｍ２  と大きな変化はないが、従来品１では約１．２ｋｇ／ｃｍ２  と非常に高くなっており、ゴム弁体６と弁筒５の貼り付きが見られた。
【００３６】
上記実施例では、本発明を密閉形鉛蓄電池に適用した実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の密閉形蓄電池の安全弁にも同様に適用できるものである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る密閉形蓄電池では、安全弁を、ゴム弁筒と、該ゴム弁筒内に嵌合されたフッ素樹脂弁体とを主体として構成しているので、電池内が減圧状態の場合は、ゴム弁筒がフッ素樹脂弁体を締め付けて気密を保つことができ、また電池内が増圧状態の場合は、ゴム弁筒が押し広げられてフッ素樹脂弁体との間からガスを排出させることができる。
【００３８】
特に、フッ素樹脂は貼り付き難い性質を備えているので、ゴム弁筒とフッ素樹脂弁体との間に硫酸の飛沫が付着されても、該フッ素樹脂弁体がゴム弁筒に貼り付くのを防止でき、長期使用に対して安定した弁作動を得ることができる。
【００３９】
また、フッ素樹脂弁体を使用することで、ゴム弁筒とフッ素樹脂弁体との貼り付きを防止できるので、電池内圧で拡径させるゴム弁筒は耐寒性等に優れたゴムを用いることができるため、低温化でも安定した弁作動を維持させることができる。弁体は弾性変形を必要としないので、フッ素樹脂で構成しても耐寒性に問題を生じることはない。
【００４０】
特に、請求項２に記載の発明では、フッ素樹脂弁体の下端の一部に、電槽蓋の一部に当接する突起部を設けているので、電池内が減圧状態の場合に、フッ素樹脂弁体がゴム弁筒内で電池内部側へ引き込まれるのを阻止でき、このためフッ素樹脂弁体が電池内に引き込まれてゴム弁筒がフッ素樹脂弁体を締め付ける圧力が強くなって該安全弁の作動圧が高くなるのを防止することができる。
【００４１】
また、フッ素樹脂弁体の下端の一部だけが、電槽蓋の下部に当接するので、該弁体の下端の全周が電槽蓋の下部に当接して排気口を全体的に塞いでゴム弁筒に電池内圧が伝わり難くなるのを防止することができる。
【００４２】
また、請求項３に記載の発明では、ゴム弁筒の内周の一部に、フッ素樹脂弁体の下降を阻止するストッパー部を設けたので、請求項２の場合と同様に、電池内が減圧状態の場合に、フッ素樹脂弁体がゴム弁筒内で電池内部側へ引き込まれるのを阻止でき、このためフッ素樹脂弁体が電池内に引き込まれてゴム弁筒がフッ素樹脂弁体を締め付ける圧力が強くなって該安全弁の作動圧が高くなるのを防止することができる。
【００４３】
また請求項４に記載の発明では、電槽蓋に設けられている凹部の入口に、フッ素樹脂弁体に接してこれを押える弁体押え蓋を支持させるか、請求項５に記載の発明では、フッ素樹脂弁体に、排気口を通って電槽蓋の下面に係止されるフック部を設けているので、電池内圧の上昇でフッ素樹脂弁体が外れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第１の実施例の安全弁部の縦断面図である。
【図２】図１に示す安全弁部の放圧時の状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第２の実施例の安全弁部の縦断面図である。
【図４】本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第３の実施例の安全弁部の縦断面図である。
【図５】本発明を適用した密閉形鉛蓄電池の第４の実施例の安全弁部の縦断面図である。
【図６】従来の密閉形鉛蓄電池の安全弁部の縦断面図である。
【符号の説明】
１  安全弁
２  電槽蓋
３  凹部
３ａ  底面
４  排気口
５  弁筒
６  ゴム弁体
７  弁体押え蓋
８  環状溝
９  ゴム弁筒
９ａ  ストッパー部
１０  フッ素樹脂弁体
１０ａ  突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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