(57)【要約】【課題】鉛蓄電池用端子部材が備える蓋体に埋め込まれたブッシングと蓋体との間の微細な空隙からの電解液の滲出を効果的に抑制する。【解決手段】鉛電池用端子部材７は、電槽２を閉じるための樹脂製の蓋体３に配置される端子部８と、端子部８と導通部１０を介して接続された筒状のブッシング９とを備える。ブッシング９は蓋体３に埋め込まれ、外周に複数の環状突起１０が形成されている。電槽２内に配置された電極群５から延びる極柱６は、ブッシングに挿入されて溶接されている。蓋体３を構成する樹脂と対向する環状突起部９ｂの表面の表面粗度は、環状突起部９ｂ以外の部分の表面の表面粗度よりも低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電槽を閉じるための樹脂製の蓋体に配置される端子部と、
前記端子部と接続されており、前記蓋体に埋め込まれ、外周に複数の環状突起部が形成され、かつ前記電槽内に配置された電極群から延びる極柱が挿入されて溶接される筒状のブッシングと、
を備え、
前記蓋体を構成する樹脂と対向する前記ブッシングの外周の少なくとも一部の表面粗度は、前記端子部の表面粗度よりも低い、鉛蓄電池用端子部材。
【請求項２】
端子部と前記ブッシングとを連結する導通部をさらに備える、請求項１に記載の鉛蓄電池用端子部材。
【請求項３】
前記蓋体を構成する樹脂と対向する前記ブッシング全体の表面粗度が、前記端子部の表面粗度よりも低い、請求項２に記載の鉛蓄電池用端子部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鉛蓄電池用端子部材を備える鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池用端子部材及びそれを備える鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の鉛蓄電池は、電槽を閉じるための樹脂製の蓋体にインサート成型された金属製の端子部材を備える。この端子部材は、外部配線が接続される端子部と、電槽内に位置された電極群から延びる極柱が挿入されて溶接される筒状のブッシングとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３４５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、車載用の鉛蓄電池などは、収容スペースが狭いスペースに限られていることが多く、近年、そのスペース内で鉛蓄電池の性能を向上させたり、さらなる鉛蓄電池の小型化を実現したりしようとして、鉛蓄電池内における極板などの構成部材の占める割合を増加させるため、ブッシングの筒軸方向の長さを短くすることがある。ブッシングは蓋体を構成する樹脂材料中に埋め込まれているが、ブッシングの長さが短いほど、ブッシングの外周面と蓋体との対向する部分の沿面距離の長さが短くなり、ブッシングの外周面と蓋体との間の微細な空隙から電槽内の電解液が這い上がって滲出しやすくなる。また、電解液が端子部まで滲出してしまうと、端子部全体に濡れ広がって変色等の原因となる。
【０００５】
本発明は、鉛蓄電池用端子部材が備える蓋体に埋め込まれたブッシングと蓋体との間の微細な空隙からの電解液の滲出を、効果的に抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、電槽を閉じるための樹脂製の蓋体に配置される端子部と、前記端子部と接続されており、前記蓋体に埋め込まれ、外周に複数の環状突起部が形成され、かつ前記電槽内に配置された電極群から延びる極柱が挿入されて溶接される筒状のブッシングと、を備え、前記蓋体を構成する樹脂と対向する前記ブッシングの外周の少なくとも一部の表面粗度は、前記端子部の表面粗度よりも低い、鉛蓄電池用端子部材を提供する。なお、表面粗度とは、表面の粗さの程度を表しており、低いほど平滑である。
【０００７】
本発明の第１の態様によると、端子部材のうちブッシングの少なくとも一部の表面粗度を端子部の表面粗度よりも低くすることで、ブッシングの表面粗度が低い部分の表面と蓋体を構成する樹脂材料との間の微細な隙間を一定距離の間狭くすることができ、電解液が他の部分に比べて非常に通過しにくくなる。その結果、電槽内の電解液が這い上がり滲出するのを効果的に抑制できる。また、端子部の表面は、表面粗度が高いことで、低い場合と比較して撥水性が高くなる。これにより、上記隙間を通過して端子部に滲出する直前の境界において、電解液をせき止めることができ、電槽内の電解液が這い上がり滲出するのをより効果的に抑制できる。また、たとえ電解液が滲出したとしても、その電解液が滲出した部分に留まりやすく、端子部全体に濡れ広がるのを抑制することができる。
【０００８】
第２の態様は、端子部と前記ブッシングとを連結する導通部をさらに備える、鉛蓄電池用端子部材を提供する。
【０００９】
本発明の第２の態様によると、電解液の這い上がる沿面距離を長くして、電槽内の電解液が滲出するのを顕著に抑制することができる。
【００１０】
第３の態様は、前記蓋体を構成する樹脂と対向する前記ブッシング全体の表面粗度が、前記端子部の表面粗度よりも低い、鉛蓄電池用端子部材を提供する。
【００１１】
本発明の第３の態様によると、ブッシングの表面粗度が低い部分の表面と蓋体を構成する樹脂材料の間の狭い隙間の距離を長くすることができ、電槽内の電解液が滲出するのをより効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
端子部材のうちブッシングの少なくとも一部の表面粗度を端子部の表面粗度よりも低くすることで、ブッシングの表面粗度が低い部分の表面と蓋体を構成する樹脂材料との間の微細な隙間を一定距離の間狭くすることができ、電解液が他の部分に比べて非常に通過しにくくなる。その結果、電槽内の電解液が這い上がり滲出するのを効果的に抑制できる。また、端子部の表面は、表面粗度が高いことで、低い場合と比較して撥水性が高くなる。これにより、上記隙間を通過して端子部に滲出する直前の境界において、電解液をせき止めることができ、電槽内の電解液が這い上がり滲出するのをより効果的に抑制できる。また、たとえ電解液が滲出したとしても、その電解液が滲出した部分に留まりやすく、端子部全体に濡れ広がるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る鉛蓄電池を示す一部破断斜視図。
【図２】図１のII-II線での断面図。
【図３】図２の部分拡大図。
【図４Ａ】図３の測定位置Ｐ１の顕微鏡写真。
【図４Ｂ】図３の測定位置Ｐ２の顕微鏡写真。
【図４Ｃ】図３の測定位置Ｐ３の顕微鏡写真。
【図４Ｄ】図３の測定位置Ｐ４の顕微鏡写真。
【図４Ｅ】図２の測定位置Ｐ５の顕微鏡写真。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る制御弁式の鉛蓄電池１（本実施形態では自動二輪車用）を示す。
【００１５】
制御弁式の鉛蓄電池１は、上端が開口した直方体状の電槽２と、電槽２の開口を閉じる蓋体３と、蓋体３の上端開口３ａを閉じる補助蓋体４とを備える。電槽２、蓋体３、及び補助蓋体４は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリエチレン・ポリプロピレンコポリマーのような熱可塑性の合成樹脂等の樹脂材料からなる。電槽２内には、希硫酸を含む電解液が蓄液されると共に、セパレータを介在させて交互に積層された複数枚の正負の極板からなる電極群５が収容されている。電極群５の上端側から蓋体３に向けて正負の極柱６が突出している。
【００１６】
蓋体３は平面視で概ね長方形状であり、一方の長辺（図１において右側の長辺）の両端部に凹部ないし切欠部３ｂがそれぞれ形成されている。個々の切欠部３ｂには、後述する端子部材７の端子部８が配置されている。
【００１７】
図２を併せて参照すると、蓋体３には本実施形態では鉛又は鉛合金製である一対の端子部材（鉛蓄電池用端子部材）７が備えられている。端子部材７は蓋体３にインサート成型（一体成型）されており、大部分が蓋体３を構成する樹脂材料内に埋め込まれている。
【００１８】
個々の端子部材７は、外部リード線（図示せず）を接続するための端子部８と、極柱６を溶接して接続するためのブッシング９と、端子部８とブッシング９とを連結して電気的に接続する導通部１０とを備える。端子部材７は鋳造により製造され、端子部８、ブッシング９、及び導通部１０は一体構造である。
【００１９】
前述のように蓋体３の切欠部３ｂに配置されている端子部材７の端子部８は、下部８ａが蓋体３の天板３ｃに埋め込まれている。端子部８の上部は、貫通孔が形成された４個の側壁８ｂと、同様に貫通孔が形成された頂壁８ｃとにより構成された中空の直方体構造を有する。側壁８ｂと頂壁８ｃ内にナット（図示せず）を収容することで、外部リード線の端子（図示せず）を端子部８にボルトで接続できる。
【００２０】
端子部材７のブッシング９は、極柱６を挿入するための上下方向の貫通孔９ａを備え、全体として上下方向に延びる両端開口円筒状を呈する。ブッシング９の外周面の下端側には、それぞれ断面楕円状の円環である複数個（本実施形態では３個）の環状突起部９ｂが上下方向に間隔をあけて設けられている。ブッシング９は、上端部を除いて蓋体３の天板部３ｃ内に埋め込まれている。特に、環状突起部９ｂはすべて蓋体３を構成する樹脂材料内に埋め込まれている。
【００２１】
端子部材７の導通部１０は、本実施形態では幅及び厚みが概ね一定である屈曲した帯状を呈する。具体的には、導通部１０は、一端がブッシング９の上端側に連結され、概ね水平方向に延びる第１部分１０ａを備える。また、導通部１０は、第１部分１０ａの他端から湾曲しつつ下側に延びる第２部分１０ｂを備える。第２部分１０ｂの端部（第１部分１０ａとは反対側の端部）は端子部８の下端側に連結されている。導通部１０は全体が蓋体３を構成する樹脂材料中に埋め込まれている。
【００２２】
前述のように端子部材７は鉛又は鉛合金の鋳造により製造されている。鋳造された端子部材７を金型から取り出す際の離型性を向上させるために、金型鋳造面には微細粒子の集合体からなる滑材を塗布する。一方、金型鋳造面に滑材を塗布することにより、離形された端子部材７の表面は滑材の微細粒子に倣った凹凸形状が形成される。なお、滑材の微細粒子を粗くすれば、端子部材７の表面の表面粗度は増加する。鋳造された端子部材７の表面粗度が低いと、樹脂製の蓋体３にインサート成型した際に、端子部材７の表面と樹脂材料との間の微細な空隙を広くさせる。特に、ブッシング９の外周面と樹脂材料との間の隙間が広いと、両者の間に形成された微細な空隙から電槽２内の電解液の滲出が生じやすい。滲出した電解液は、導通部１０を伝って端子部８まで達し、端子部８の変色等の原因となる。
【００２３】
本実施形態の端子部材７は、鋳造用の金型のうち図２において符号Ｆで示すブッシング９の外周面の環状突起部９ｂを設けた領域に相当する部分には滑剤を塗布しない。一方、端子部材７を鋳造するための金型のうち、領域Ｆ、つまりブッシング９の外周面の環状突起部９ｂを設けた領域以外に相当する部分には滑剤を塗布する。滑剤を使用しない領域Ｆは、滑材を使用する他の部分と比較して、端子部材７の表面の表面粗度が低い。一方、領域Ｆ以外の部分では滑剤を使用しているので、鋳造された端子部材７の金型から離型性は確保されている。
【００２４】
図３において破線Ｌで概念的に示すように、複数の環状突起部９ｂを設けたことにより、ブッシング９の外周面と蓋体３を構成する樹脂材料との界面、つまり電槽２内の電解液が滲出する沿面経路は一種のラビリンス状を呈する。また、本実施形態では、領域Ｆに滑材を使用しないことにより、ブッシング９の外周面の表面粗度を端子部８の表面粗度に比べて低くし、蓋体３を構成する樹脂材料との隙間を非常に狭くして、沿面距離を長くしている。その結果、破線Ｌの経路を電解液が這い上がり滲出するのを効果的に抑制できる。また、端子部８の表面は、表面粗度が高いことで、低い場合と比較して撥水性が高い。これにより、電槽内の電解液が上記隙間を通過して端子部８に滲出する直前の境界において、電解液をせき止めることができ、電槽２内の電解液が這い上がり滲出するのをより効果的に抑制できる。また、たとえ電解液が滲出したとしても、その電解液が滲出した部分（端子部８の基端部）に留まりやすく、端子部８全体に濡れ広がるのを抑制することができる。
【００２５】
図３に示す測定位置Ｐ１〜Ｐ４と図２に示す測定位置Ｐ５を超深度表面形状測定顕微鏡（レーザー顕微鏡：キーエンス社製ＶＫ−８５００）で撮影した。測定位置Ｐ１〜Ｐ５の画像をそれぞれ図４Ａ〜図４Ｅに示す。また、測定位置Ｐ１，Ｐ５について、１ｍｍ四方単位における十点平均粗さＲｚを測定した（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４準拠）。測定結果を以下の表１，表２に示す。
【００２６】
（測定位置Ｐ１）
【表１】
2014238980.tif 000003
【００２７】
（測定位置Ｐ５）
【表２】
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【００２８】
測定位置Ｐ５は滑剤を使用した部分で、測定位置Ｐ１〜Ｐ４は滑剤を使用していない部分（領域Ｆ）である。測定位置Ｐ５の画像である図４Ｅと測定位置Ｐ１〜Ｐ４の画像である図４Ａ〜図４Ｄを比較すれば明らかなように、ブッシング９の外周面の環状突起部９ｂを設けた部分では、滑材を使用していないことにより凹凸が極めて少なく滑らかである。また、表１，２から明らかなように、滑材を使用していないブッシング９の外周面の環状突起部９ｂを設けた部分（領域Ｆ）では、領域Ｆ以外の滑剤を使用している部分と比較して、十点平均粗さＲｚの値が小さい。つまり、滑材を使用していないブッシング９の外周面の環状突起部９ｂを設けた部分（領域Ｆ）における端子部材７の表面は、領域Ｆ以外の滑剤を使用した部分における端子部材７の表面と比較して表面粗度が低い。
【００２９】
ブッシング９の外周面の環状突起部９ｂを設けた部分（領域Ｆ）の表面粗度を領域Ｆ以外の部分の表面粗度よりも低くする方法は、本実施形態の手法に限定されない。例えば、鋳造時には端子部材７の表面全体に滑剤を使用し、鋳造後のエッチングなどの化学的又はたたくなどの物理的な処理を施すことで領域Ｆの表面粗度を他の部分よりも低くしてもよい。また、端子部材７全体を鍛造により製造して、たたく圧力を調整することにより、領域Ｆの表面粗度を他の部分よりも低くしてもよい。
【００３０】
また、本実施形態においては、端子部８とブッシング９とが導通部１０を介して連結して電気的に接続されていたが、例えば、ブッシング９の上端に端子部８が直接連結されていてもよい。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、複数の環状突起部９ｂはブッシング９の筒軸方向に離間して配置されていたが、各環状突起部９ｂの始点と終点が筒軸方向にずれて配置されて、互いに隣接する一方の環状突起部９ｂの始点と他方の環状突起部９ｂの終点とが接続された形状であってもよい。
【００３２】
加えて、本実施形態においては、複数の環状突起部９ｂ全体を端子部８の表面粗度よりも低くしていたが、表面粗度が低い部分はブッシング９の少なくとも一部でもよく、例えば、最も電槽２側（基端側）の環状突起部９ｂのみ端子部８の表面粗度よりも低くし、その他の環状突起部９ｂは端子部８の表面粗度と同じであってもよい。これによると、ブッシング９と蓋体３との隙間を非常に狭くして電槽２内の電解液の侵入を抑制することで、電解液が這い上がり滲出するのを抑制できる。
【００３３】
さらに、本実施形態においては、複数の環状突起部９ｂ全体の表面粗度を均一にしていたが、環状突起部９ｂと、互いに隣接する環状突起部９ｂの間の凹部９ｃとの表面粗度が交互に異なっていてもよい。具体的には、例えば、環状突起部９ｂの表面粗度は、凹部９の表面粗度よりも低くなっていてもよい。このような表面粗度の差は、例えば、鋳造製造後にたたく際にその圧力を変化させることで調整することができる。
【００３４】
これによると、ブッシング９の環状突起部９ｂの表面と蓋体３を構成する樹脂材料の間の狭い隙間で、電解液の滲出を抑制することができる。また、ブッシング９の凹部９ｃと蓋体３を構成する樹脂材料とで、対向面積を増やして気密性を向上させることができる。そして、ブッシング９の表面粗度が低い環状突起部９ｃと高い凹部９ｃとを交互に配置することで、ブッシング９と蓋体３との間の電解液の這い上がり状況によらず、常に電解液の滲出を抑制しつつ、気密性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  鉛蓄電池
２  電槽
３  蓋体
３ａ  上端開口
３ｂ  切欠部
３ｃ  天板部
４  補助蓋体
５  電極群
６  極柱
７  端子部材
８  端子部
８ａ  下部
８ｂ  側壁
８ｃ  頂壁
９  ブッシング
９ａ  貫通孔
９ｂ  環状突起部
１０  導通部
１０ａ  第１部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2014238980.tif 000009
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
2014238980.tif 000011
【図４Ｅ】
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