(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の電槽内へ補水を行うための蓄電池用補水栓であって、
水が供給される給水口と、補給された水を前記電槽へ排出する補水口と、前記給水口と前記補水口との間に配置され、第１の弁及び第２の弁が設けられた弁室と、を有する補水栓本体と、
前記電槽内の電解液の液面高さに追従して上下動するフロートと、を備え、
前記第１の弁は、前記弁室から開口し、前記補水口と連通する第１の排水口と、前記フロートの上下動に連動して前記第１の排水口を閉塞する第１の弁体と、を有し、
前記第２の弁は、前記弁室から開口し、前記補水口と連通する第２の排水口と、前記第２の排水口を閉塞する第２の弁体と、を有し、
前記第２の弁体は、前記第１の弁体による前記第１の排水口の閉塞後に前記第２の排水口を閉塞することを特徴とすることを特徴とする蓄電池用補水栓。
【請求項２】
前記第１の弁体と前記第２の弁体とは直接連動していないことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池用補水栓。
【請求項３】
前記第２の弁体は、水よりも比重が大きく、前記弁室内を移動自在な球体であり、前記第２の排水口を上から閉塞しており、
前記第１の弁体は、前記フロートの上下動に連動して上下動しており、最上部に位置するときに、前記第１の排水口を下から閉塞し、下方に移動すると、前記第２の弁体が前記第２の排水口を閉塞することを妨げることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電池用補水栓。
【請求項４】
前記第１の弁体は、その上下可動範囲が前記フロートの上下可動範囲よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電池用補水栓。
【請求項５】
前記第１の弁体は、下方に向かって先細った形状をしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電池用補水栓。
【請求項６】
前記第２の弁体の動線およびその延長線が、前記排水口を底面とする仮想の円柱と交わらないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電池用補水栓。
【請求項７】
前記補水栓本体は、前記弁室に流入する水流が直接前記第２の弁体に当たらないように仕切板を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄電池用補水栓。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電池用補水栓を備えた鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の電槽内に補水を行うための蓄電池用補水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
液式電池は、使用中の電解反応や蒸発などによって電槽内の電解液が減少するため、定期的に電解液の液面高さを確認して精製水を補充しなければならない。例えば、フォークリフトなどの電気車用途では、起電力が２Ｖの単電池を複数並べて収納箱に収め、直列接続して起電力を４８Ｖとした、複数の単電池からなる組電池が用いられるので、各単電池にそれぞれ補水する作業は大変手間のかかるものとなる。そのため、従来から、各電池に装着した補水栓をチューブでつないで、一括して補水をすることが行われている。そして、一括補水用の補水栓には、電解液面が規定の高さまで回復すると自動的に補水を停止する機能を有しているものがある。【０００３】
特許文献１には、自動止水機能を持った蓄電池用補水栓が記載されている。その止水機構は、栓内部の弁室の天井に補水口（本願発明の排水口に相当）が形成されており、電解液面が規定高さまで上昇すると、フロートに連動する弁（同、弁体に相当）が補水口を下から（弁室側から）塞ぐ。弁が一旦閉じると、弁室内の水圧によって、弁が補水口に押しつけられて閉塞状態が維持される。【０００４】
特許文献２には、弁室の上下に排水口を有する補水栓が記載されている。２つの弁体はフロートに連結された軸に固定されており、電解液面が規定高さまで上昇すると、上下の排水口をほぼ同時に下から塞ぐように機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平０２−９１１５４号公報
【特許文献２】米国特許第６２２７２２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された補水栓では、給水圧が高くなると、電解液面が規定高さまで回復する前に弁が閉じて、補水が停止することがあった（以下「早閉まり」という。）。給水圧が高くなる原因としては、例えば、電解液面の振動によってフロートが上下揺動したり、弁室内の水流が乱れて弁が押し上げられたりすることが考えられ、弁が一旦閉じると、弁室内の水圧によって弁が補水口に押しつけられるので、閉塞状態が保たれてしまい、復帰するのは困難であった。【０００７】
一方、特許文献２に記載された補水栓では、排水口が上下に設けられているので、弁室内の水流が乱れても弁体が押し上げられにくく、早閉まりしにくい。また、下方の弁は、弁体が排水口を下から（弁室外側から）塞ぐが、排水口を円盤状の弾性板に形成することなどによって弁が一旦閉じると、弁室内の水圧によって弾性板が弁体に押しつけられることによって、閉塞状態が保たれる。【０００８】
しかしながら、上下の弁体が同一の軸体に取り付けられ、直接連動しているため、補水栓全体が大きく振動した場合などには、上下の弁が同時に閉じてしまうという問題があった。また、円盤状の弾性板を用いる構造上、排水口を大きくすることが難しく、また、比重測定口や液面高さ表示計など他の機能と合わせて、一つの補水栓内にレイアウトすることが難しいという問題があった。【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、早閉まりしにくい蓄電池用補水栓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】
【００１０】
本発明の蓄電池用補水栓は、蓄電池の電槽内へ補水を行うための蓄電池用補水栓であって、水が供給される給水口と、補給された水を前記電槽へ排出する補水口と、前記給水口と前記補水口との間に配置され、第１の弁及び第２の弁が設けられた弁室と、を有する補水栓本体と、前記電槽内の電解液の液面高さに追従して上下動するフロートと、を備え、前記第１の弁は、前記弁室から開口し、前記補水口と連通する第１の排水口と、前記フロートの上下動に連動して前記第１の排水口を閉塞する第１の弁体と、を有し、前記第２の弁は、前記弁室から開口し、前記補水口と連通する第２の排水口と、前記第２の排水口を閉塞する第２の弁体と、を有する。【００１１】
本発明の蓄電池用補水栓によると、２つの弁を設け、２つの排水口を閉塞するのに時間のずれが生じることで、一方の弁が閉じてしまったとしても、他方の弁が閉じておらず、復帰することができ、早閉まりしにくい。【００１２】
好ましくは、前記第１の弁体と前記第２の弁体とは直接連動していないことを特徴とする。このように、第１の弁体と第２の弁体が直接連動しないことによって、確実に時間のずれを生じさせることができ、早閉まりをさらに抑制することができる。ここで、第１の弁体と第２の弁体が直接連動するとは、第１の弁体と第２の弁体が同一の部品に固定、係止、連結等されることによって両者が同期して動作することをいう。【００１３】
好ましくは、前記第２の弁体は、前記第１の弁体による前記第１の排水口の閉塞後に前記第２の排水口を閉塞することを特徴とする。これにより、フロートに連動して上下動する第１の弁体が第２の弁体よりも先に早閉まりしたとしても、第１の弁体は復帰することができ、フロートの上下動に応じた上下動を補水完了まで確実に行うことができる。【００１４】
また、好ましくは、前記第２の弁体は、水よりも比重が大きく、前記弁室内を移動自在な球体であり、前記第２の排水口を上から閉塞しており、前記第１の弁体は、前記フロートの上下動に連動して上下動しており、最上部に位置するときに、前記第１の排水口を下から閉塞し、下方に移動すると、前記第２の弁体が前記第２の排水口を閉塞することを妨げることを特徴とする。ここで、第２の弁体が排水口を閉塞することを第１の弁体が妨げるとは、第１の弁体が第１の排水口を閉塞しない（弁が開いている）ときに第１の弁体が占める空間と、第２の弁体が第２の排水口を閉塞する（弁が閉じている）ときに第２の弁体が占める空間とが重なり合うことによって、第１の弁が開いているときには、第２の弁体は第２の排水口を閉塞する位置を占めることができず、第２の弁が閉じることができないことをいう。【００１５】
これにより、電解液面が低い場合にはフロートと連動する第１の弁体が第２の弁の閉塞を妨げているので、第１の弁が開いている場合には、第２の弁が閉まることはない。そして、何らかの理由で第１の弁が瞬間的に閉じても、第２の弁が閉じるまでにわずかな時間の遅れがあるので、第１の弁が開状態を回復しやすく、複数の弁を設けたことによる早閉まり抑止効果がより確実に発揮されることとなる。また、第１の弁体を利用して第２の弁の開閉を制御することによって、第２の弁体とフロートを物理的に接続する必要がなくなり、弁室および補水栓全体の構造をより単純なものとすることができる。第２の弁体を弁室内を移動自在な球体とすることで、弁室および補水栓全体の構造を単純なものとすることができる。【００１６】
また、好ましくは、前記第１の弁体は、その上下可動範囲が前記フロートの上下可動範囲よりも小さく、フロートが可動範囲の上限近くにあるときに限ってフロートに連動することを特徴とする。このように、第１の弁体の可動範囲を小さくすることによって、弁室を小さくすることができる。【００１７】
また、好ましくは、前記第１の弁体は、下方に向かって先細った形状をしていることを特徴とする。これによると、下方に向かった第１の弁体は、第２の弁体に接触した後第２の弁体を押して移動させやすい。【００１８】
また、好ましくは、前記第２の弁体の動線およびその延長線が、前記排水口を底面とする仮想の円柱と交わらないことを特徴とする。ここで第２の弁体の動線とは、第２の弁体がフロートに連動して移動するときの軌跡をいう。このように、第２の弁体の動線を形成することによって、弁室内の水流の乱れ等によって第２の弁体が押し下げられた場合にも、より早閉まりしにくいという効果が得られる。【００１９】
また、好ましくは、前記補水栓本体は、前記弁室に流入する水流が直接前記第２の弁体に当たらないように仕切板を有していることを特徴とする。これによって、給水圧が高くても、より早閉まりが起こりにくいという効果が得られる。【００２０】
また、好ましくは、前記補水栓本体は、前記給水口と補水口とを連通させる通水経路を有し、前記通水経路には、２以上の水溜まりが形成されていることを特徴とする。このように２以上の水溜まりを形成することによって、種々の補水制御構造を有する補水栓に対して、高いリーク防止効果が得られる。【００２１】
また、好ましくは、前記２以上の水溜まりのうち、前記給水口に最も近い水溜まりの水面が、他の水溜まりの水面よりも高いことを特徴とする。これによって、電池が横転等大きく傾いたときでも、すべての水溜まりの水が一度に失われる可能性を抑えることができる。【００２２】
また、好ましくは、前記補水栓本体は、内部を貫通して形成され、前記電槽内の電解液面に直接アクセス可能な貫通口と、前記貫通口の側方を延伸して、外部に連通する排気通路と、を有することを特徴とする。このような排気通路の構成によって、貫通口を有し、かつ電解液の漏出量が少ない補水栓とすることができる。【００２３】
また、好ましくは、前記排気通路の上部に液滴障害部材が形成されていることを特徴とする。さらに好ましくは、前記排気通路の上部には、外部に連通する排気口が設けられており、前記液滴障害部材は、前記排気口の全面に対向する板状に形成されていることを特徴とする。さらに好ましくは、前記排気通路が縦方向部分を有し、前記液滴障害部材と前記排気口が、前記縦方向部分の上部に形成されていることを特徴とする。このような構造により、電解液の漏出量をさらに少なくすることができる。【００２４】
本発明の蓄電池は、上述したいずれかに記載の蓄電池用補水栓を備えている。【００２５】
本発明の蓄電池によると、補水栓の誤動作を抑制したことで、電槽内の電解液面を規定高さまで精度よく回復させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の補水栓によれば、電解液面が規定高さに回復する前には早閉まりが起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる補水栓の平面図、正面図および側面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる補水栓内の通水経路を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる補水栓の弁の構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる補水栓のフロートの組立構造を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる補水栓の比重測定口を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる補水栓の排気通路を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる補水栓の弁の動作を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる補水栓内の通水経路を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる補水栓の第１の弁体の動線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、鉛蓄電池に取り付けられた補水栓を例に挙げて説明する。
【００２９】
図１は本実施形態の補水栓の全体構造を示している。図１Ａは平面図、図１Ｂは正面図、図１Ｃは右側面図である。
【００３０】
本実施形態の補水栓１は補水栓本体２とフロート３からなる。補水栓１は、液式蓄電池の電池蓋に設けられた液口に装着して使用される。補水栓１の鍔部１３より下の部分が液口から電槽内部に挿入され、パッキン１４と電池蓋の間でシールが保たれる。
【００３１】
補水栓本体２上部の電池蓋上に露出する部分には、外部から供給される水が補水栓内に流入するための給水口２１が設けられている。給水口２１には給水管継手６１が接続されており、複数の電池に装着された補水栓の給水管継手６１同士をチューブでつなぐことにより、一括して補水することが可能となる。
【００３２】
補水栓本体２の上面の一部は、電解液面の高さを示す液面レベル計１２を観察できるように、透明カバー１１となっている。また補水栓本体２上面の一部には、電解液の比重測定等に利用する貫通口を塞ぐ開閉自在な比重測定口キャップ１５が設けられている。また、補水栓本体２上部の側面には、電池内部で発生するガスを排出するための排気口５２が設けられている。
【００３３】
補水栓本体２下部の電槽内に挿入される部分には、補給する水を電槽内に排出する補水口２２が設けられている。本実施形態の補水栓では、補水口２２から電槽内に落下する水がフロート本体４に直接かからないよう工夫がされている。図２Ｃ中央の補水口２２の直下にはフロート本体４はない。図２Ｃ右側の補水口２２の下方には、フロート保護板２６が設けられている。また、電解液の比重センサ等を固定するのに利用するセンサ固定棒１６が、本体２と一体に成型されている。
【００３４】
フロート３は、フロート本体４とフロート本体に固定されたフロート軸５からなる。フロート３は、フロート本体４による浮力を利用して、電槽内の電解液の液面高さに追従して上下動する。本実施形態では、フロート軸５の上端が液面レベル計１２となっている。
【００３５】
図２は、本実施形態の補水栓本体２内部の流水経路を示している。図２Ａは補水栓の平面図である。図２Ｂは図２ＡのIIIの破線に沿った断面を示している。
【００３６】
図２において、外部（ａ）から供給された水は、給水管継手６１を通り（ｂ）、給水口２１を通って補水栓内に流入する。続いて、第１のＵ字水路２４を通り（ｃ）、弁室上方隔壁１７を越えて、上部通水室２３へ流入する。続いて、上部通水室２３の略反対側（ｄ、ｅ）から下方へ流れ、第２のＵ字水路２５を通って（ｆ）、弁室３１に流入する。続いて、弁が開いている場合には、弁室３１から排出されて（ｇ、ｈ）、補水口２２から電槽内に排出される。
【００３７】
図３は、弁とその周辺の構造を示している。本実施形態の補水栓では、フロート３、第１の弁３４および第２の弁３７の３つの部材の中心は同一平面上にはないが、図３では、これら相互の関係を説明するために、３つの部材を同一断面上に表した。
【００３８】
図３において、弁室３１には２つの弁３４、３７が設けられている。第１の弁３４は、弁室の天井に設けられ、弁室からの水が上向きに排出される第１の排水口３５と、排水口３５を弁室側から閉塞する第１の弁体３６からなる。第１の排水口３５の周縁には、パッキンその他の弁座が固定されていてもよい。
【００３９】
第２の弁３７は、弁室３１の底面に設けられ、弁室からの水が下向きに排出される円形の第２の排水口３８と、排水口３８を弁室側から閉塞する球状の第２の弁体３９からなる。排水口３８の周縁には、パッキンその他の弁座が固定されていてもよい。第２の弁体３９は弁室内を自由に移動できる合成樹脂製の球体で、その比重は水よりも大きい。第２の弁体３９はゴム弾性を有する材料から製造されていてもよい。弁室の床面には第２の排水口３８に向かってなだらかに下がる傾斜が設けられており、第２の弁体は重力によって第２の排水口３８に向かって移動し、第２の排水口３８を閉塞することができる。弁室３１の水入口３２の下部には、水流が直接に第２の弁体３９に当たらないように、仕切板３３が設けられている。また、排水口３５、３８は、電槽への補水口２２（図１、図２）に連通している。
【００４０】
２つの排水口の大小関係は特に限定されないが、本実施形態では、第１の排水口３５よりも第２の排水口３８から排出される水の量が多くなるように設計されている。その方が、弁室３１の水流によって第１の弁体３６が押し上げられる力が弱くなる点で好ましいからである。また、第２の排水口３８は円形であるため、他の形状に比べて排水量を大きく設計することが容易である。また、第２の排水口３８は弁室３１の床面に設けられているため、重力によって排水が促進されるので、排水量を大きく設計することが容易である。これらの効果により、本実施形態の補水栓では第２の排水口３８からの排水量を大きくし、補水作業にかかる時間を短縮することができる。
【００４１】
第１の弁体３６は、弁室３１の外部で連結部品７と結合されて、弁体３６と連結部品７は一体で上下動する構造となっている。また、第１の弁体３６は、下方に向かって先細った矢印形状をしている。フロート３は、フロート本体４とフロート軸５が結合されて、フロート３全体として上下動する構造となっている。連結部品７の下部には上下に長い長穴８が設けられており、フロート軸５側面の突起部６が長穴８に挿入されている。このような構造により、フロート３に弁３４、３７が直接あるいは間接的に連動し、電槽への補水が制御される。その動作については後述する。
【００４２】
図４はフロート本体４とフロート軸５の組立構造を示すもので、フロート軸５を含む断面図である。図４Ａは図１Ａの左側面側から、図４Ｂは正面側から見たものである。
【００４３】
フロート本体４は中空構造を有している。本実施形態では、ポリプロピレン（ＰＰ）製の部品２個を超音波溶着することによって製造されている。フロート本体４上部には略円柱状のくぼみ４１が設けられている。くぼみ４１の内面には、深さ方向の中程に円周状の突条４２と、上端から縦方向に溝４３が形成されている。フロート軸５の下端はスリット４４によって２分割されている。フロート軸５の下端付近には円周状の凹条４５が、スリット４４の上方には突起４６が形成されている。
【００４４】
フロート３を組み立てるに際しては、スリット４４があることによって、フロート軸５をフロート本体４のくぼみ４１の突条４２を超えて挿入することが可能となる。さらに、前記突条４２が前記凹条４５に係合し、前記溝４３に前記突起４６がはまることによって、フロート本体４とフロート軸５とを簡便かつ確実に固定することができ、フロート軸５が抜けたり、フロート本体４が水平方向に回転したりすることを防止することができる。
【００４５】
図５は、補水栓１上面の比重測定口キャップ１５を開けた状態を示している。比重測定口キャップ１５の下には比重測定口５１が設けられている。比重測定口５１は、電解液の比重測定等を行うときに利用するもので、電槽内の電解液面に直接アクセス可能な貫通口である。ここで「直接アクセス可能」とは、電池の蓋に補水栓を装着した状態で、比重測定口５１を通して、電解液を採取したり、比重計や温度計を挿入して電解液の状態を検査したりすることが可能であることを意味する。
【００４６】
電池を使用すると、比重測定口５１の上部やキャップ１５の裏面には、電解液の飛沫や、電解液蒸気の結露によって、多くの液滴が付着する。一方、液式電池では充電時に電解反応によって水素ガスおよび酸素ガスが発生する。その際、キャップ１５の密閉性が不十分であると、電解液の液滴が前記ガスに吹き飛ばされて、キャップ１５と補水栓本体２の隙間から噴き出すことがあった。しかし、本実施形態では、比重測定口キャップ１５を、ゴム弾性を有するエラストマーで作製することによって、キャップ１５の密閉性を向上させ、電解液が噴き出すことを抑制している。
【００４７】
図６は、補水栓内に設けられた排気通路を示している。図６Ａの断面図部分は、図１Ａにおける鍔部１３の少し上方での断面を示している。図６Ｂは図６ＡのIVの断面を示している。
【００４８】
図６Ａにおいて、排気通路５３は、比重測定口（貫通口）５１の側方から、補水栓の周壁１９に沿って延伸して形成されている。排気通路５３は補水栓周壁１９の周方向に約１／４周にわたって形成された略水平部分５５を進んだのち（ｋ）、図６Ｂに示すようにｈから上方に伸びる縦方向部分５７を通過して、上部の排気口５２で補水栓の外部に連通している。縦方向部分５７の上端には、排気口５２があって、液口栓の外部に連通している。また、縦坑状部分５７の上端には、排気口の全面に対向して、上部から垂直に懸垂する遮蔽板５８が設けられている。
【００４９】
キャップの密閉性を高めたことによって、貫通口５１の上部やキャップ１５の裏面に付着した電解液の液滴の大部分は貫通口を通って電槽内に落下し、電解反応によって発生したガスは排気通路５３を通って排気口５２から外部に放出される。
【００５０】
本実施形態における排気通路の断面積は、約４ｍｍ×５ｍｍ〜４ｍｍ×１５ｍｍである。排気通路の断面積は、小さい方が液口栓をコンパクトにできる点では好ましいが、小さすぎると、排気通路に電解液の膜が張って、発生したガスに膜ごと押されて排気通路内を進むことがある。それを避けるために、排気通路断面の高さおよび幅は、いずれも３ｍｍ以上であることが好ましい。また、排気通路５３の延伸する向きは特に限定されないが、本実施形態のように、貫通口側入口５４と排気口５２までの間に縦方向部分５７が設けられ、ガスが縦方向部分５７を上昇するように設けられていることが好ましい。電解液の液滴が貫通口側入口５４から排気通路５３に入り込んだ場合にも、液滴が縦方向部分５７を上昇することが難しいからである。
【００５１】
縦方向部分５７の上端には、本実施形態のように、上部から垂直に懸垂する遮蔽板５８が設けられていることが好ましい。電解液の膜や液滴が縦方向部分を上昇しても、遮蔽板によって膜が破られ、あるいは液滴の上昇が阻まれて、液滴を落下させる効果がある。
【００５２】
また、本実施形態では、縦方向部分５７の上端に排気口５２が設けられ、遮蔽板５８が排気口の全面に対向する板状に形成されている。すなわち、排気口を外部から見た場合には、排気口の開口の全面に遮蔽板が見えることになる。このように、遮蔽板が排気口の全面を遮蔽していることによって、電解液の飛沫が直接外部に飛散しない。
【００５３】
排気通路５３の下部は、凹凸がなく、略水平または貫通口側入口５４に向かってなだらかに下っていることが好ましい。これにより排気通路下部に落下した液滴を貫通口５１に戻すことができるからである。
【００５４】
次に、本実施形態の補水栓の動作を図７に基づいて説明する。
【００５５】
図７Ａは図３と同じ図であり、電解液面が低いときの状態を示している。電解液面が下がると、フロート３はそれに追従して下がる。しかし、本実施形態では、フロート３の上下動の可動範囲が制限されており、電解液面が所定の位置よりも下がると、フロート３はその可動範囲の下限位置にとどまる。図７Ａでは、接続部材７がその下限位置にあり、フロート軸５の突起６が接続部材７の長穴８の下端に支持されることによって、フロート３は下限位置にある。
【００５６】
弁室３１内では、接続部材７と一体となって上下動する第１の弁体３６が下がり、第１の弁３４は開いている。また、第１の弁体３６は下方に移動しながら、第２の弁体３９に接触する。すると、第２の弁体３９は、第１の弁体３６の矢印を形成する斜面に沿って第２の排水口３８から離れるように押して移動させられ、第２の排水口３８を閉塞することが妨げられている。このとき、第１の弁体３６が下方に向かって先細っていることで、第２の弁体３８を押して移動させやすい。この状態で、水入口３２から弁室３１に侵入した水は、第１の排水口３５および第２の排水口３８を通って弁室３１から排出され、電槽に補給される。なお、水入口３２からの水流は、水入口下方に設けられた仕切板３３に当たり、第２の弁体３９に直接当たらないようになっている。
【００５７】
図７Ａの状態から補水が進むにつれて電解液面は上昇し、やがてフロート３も電解液面に追従して上昇を始める。このとき、フロート軸５の突起６が接続部材７の長穴８の中を上昇するが、突起６が長穴８の上端に達するまでは、接続部材７および第１の弁体３５は依然としてその可動範囲の下限位置にとどまったままである。図７Ｂは、突起６が長穴８の上端に近づいた状態を示している。さらに補水が進んで電解液面が上昇すると、突起６が長穴８の上端を押し上げ、接続部材７および第１の弁体３６が上昇を始める。
【００５８】
図７Ｃは、さらに補水が進み、電解液面が規定高さまで回復した状態を示している。電解液面が規定の高さまで回復すると、第１の弁体３６が第１の排水口３５を閉塞する。すなわち、第１の弁体３６は、上方に、第２の弁体３９が第２の排水口３８を閉塞することを妨げない位置に移動する。第２の弁体３９は重力によって、第２の排水口３８に向かって弁室３１床面の傾斜を下り、第２の排水口３８にはまり込んで、これを閉塞する。第１の弁体および第２の弁体は、弁室３１内の水圧によって、それぞれの排水口に押しつけられるので、２つの弁は容易に開かず、確実に補水が停止されることになる。
【００５９】
すなわち、第２の弁体３９は、第１の弁体３６による第１の排水口３５の閉塞後に第２の排水口３８を閉塞する。これにより、フロート３に連動して上下動する第１の弁体３６が第２の弁体３９よりも先に早閉まりしたとしても、第１の弁体３６は復帰することができ、フロート３の上下動に応じた上下動を補水完了まで確実に行うことができる。
【００６０】
一括補水を行っているすべての電池で補水が完了すると、給水が停止され、弁室３１内の水圧がなくなる。その後に電池が使用に供されると、電池全体または電解液面の振動等によって、補水栓内に残留していた水は、第２の弁３７の隙間から排出されて電槽内に落下する。ただし、前記の２つのＵ字水路２４、２５内の水はそのまま残留する（図２Ｂ参照）。これによって、電池内部から発生する電解液のミスト（酸霧）はＵ字水路でせき止められる。
【００６１】
次に、本実施形態の補水栓における水溜まりの作用・効果を図２Ｂと同じ８を用いて説明する。
【００６２】
９において、補水完了後、電池全体または電解液面の振動等によって補水栓内の水が電槽に落下すると、通水経路内の上部通水室２３および弁室３１内は空気で満たされる。しかし、第１のＵ字水路２４および第２のＵ字水路２５には水が残留して、水溜まりが形成される（以下、第１または第２の水溜まりといい、対応するＵ字水路と同じ符合で参照する）。これによって、電槽から通水経路を逆流するミスト（酸霧）は、第２の水溜まり２５に捕捉されることとなる。補水栓内の水が電槽に落下する場合に、通水経路の流路断面積（水流に垂直な断面積）がほぼ一定で小さいときには、通水経路内のすべての水が一気に電槽へと排出されて、水溜まりが形成されないことがある。これを避けるためには、上部通水室２３の流路断面積が第１のＵ字水路２４および第２のＵ字水路２５の流路断面積よりも大きいことが好ましく、１．８倍以上であることがさらに好ましい。
【００６３】
本実施形態の補水栓では、弁室３１の床面に第２の排水口３８が設けられている。そのため、弁室の上部にのみ弁が設けられている場合と比べて、弁室３１内の水は速やかに電槽へと排出され、電解液蒸気が弁室を抜けて逆流する際の経路が短くなる。したがって、弁室からの水が下向きに排出される排水口が設けられている場合には、通水経路に複数の水溜まりを設けることによって、ミスト（酸霧）の逆流を抑制することが特に有効である。
【００６４】
また、図８において、本実施形態では、第１の水溜まり２４の水面２４ａは、第２の水溜まり２５の水面２５ａよりも高くなっている。そのため、電池の震動や傾斜によってＵ字水路から水がこぼれたときにも、第１の水溜まり２４から第２の水溜まり２５へと水が移動しても、第２の水溜まり２５から第１の水溜まり２４に水が移動することがない。ミスト（酸霧）が通水経路を逆流すると、まず下流側にある第２の水溜まり２５に捕捉される。したがって、電解液が到達しやすい第２の水溜まり２５から第１の水溜まり２４に水が移動しないように、第１の水溜まりの水面２４ａが第２の水溜まりの水面２５ａよりも高いことが好ましい。
【００６５】
また、本実施形態では、第１の水溜まり２４から水が排出される方向２４ｂと、第２の水溜まり２５から水が排出される方向２５ｂとが反対である。つまり、第１の水溜まりから水が排出される方向２４ｂは図２Ａにおいて右向きであり、一方第２の水溜まりから水が排出される方向２５ｂは図２Ａにおいて左向きであり、両者は反対向きである。この構成によれば、電池が横転するなど大きく傾いた場合にも、２つの水溜まりが同時に空になることはなく、いずれかの水溜まりには水が残る可能性が大きくなる。なお、水溜まりは２つに限らず、３つ以上あってもよい。
【００６６】
次に、本実施形態による効果を説明する。
【００６７】
例えば特許文献１に記載された従来の補水栓では、弁室からの水は、上方に設けられた１つの排水口を通して排出される。これに対して本実施形態においては、弁室３１からの水は２つの排水口３５、３８を通して排出される。そのため、排水の流れが分散するため、弁室３１内の水流が乱れても、第１の弁体３６を押し上げる力が小さく、弁３４が閉じにくいという効果が得られる。
【００６８】
本実施形態では、２つの弁体３６、３９が、いずれも弁室３１側から排水口３５、３８を閉塞する。そのため、弁室内に水圧がかかっている状態では、弁体が排水口に押しつけられて閉塞状態が維持されるので、一旦２つの弁が閉じると、確実に補水が停止される。また、確実に補水を停止するために排水口側に弾性板等を用いる必要がなく、弁室の固い壁に直接排水口を設けることができるので、排水口の面積を大きくすることができ、補水栓全体のレイアウトの自由度も大きい。なお、必要に応じて排水口の周縁にパッキンを設けることは可能で、パッキンを設けることによってこれらの効果が失われることはない。
【００６９】
さらに、本実施形態では、第１の弁体３６と第２の弁体３９が直接連動していないので、両者が閉じる際にはわずかな時間差が生じる。つまり、弁室内の水流の乱れや電解液面の振動等に起因するフロート３の上下揺動によって、仮に第１の弁３４が瞬間的に閉じることがあっても、さらに第２の弁３７が閉じるまでには、わずかな時間の遅れがある。そして、第２の弁３７が閉じるまでは、第１の弁体３６が水圧によって第１の排水口３５に強く押しつけられることはなく、水流の変化、フロートの揺り戻し、弁体の振動等によって、第１の弁体が再び開き、元の状態に戻ることになる。
【００７０】
これにより、第１の弁３４が瞬間的に閉じることがあっても、開状態を回復しやすく、すなわち、より早閉まりしにくいという効果が得られる。したがって、本実施形態の補水栓１を備えた蓄電池は、補水栓１の誤動作を抑制したことで、電槽内の電解液面を規定高さまで精度よく回復させることができる。
【００７１】
また、上記早閉まり抑止効果が得られる構成は、第１の弁体３６の動線を考慮して一般化することができる。図９は、第２の排水口３８および第２の弁体３９と、第１の弁体３６の動線との関係を示している。動線７０は実線の矢印で、動線の延長線７１は点線で示した。
【００７２】
第１の弁体３６が第２の弁体３９を下から押し上げる場合（ｐ）には、第２の弁体３９が第１の排水口３８を閉塞しようとすると、第１の弁体３６を動線７０に沿って押し戻そうとする力が働き、早閉まりが起こりやすい。第１の弁体３６が第２の弁体３９を横方向に押しのける場合（ｑ）にも、第２の弁体３９が第２の排水口３８を閉塞しようとすると、第１の弁体３６を動線７０に沿って押し戻そうとする力が働き、早閉まりが起こりやすい。図９によると、第１の弁体３６の動線７０およびその延長線７１が第２の排水口３８を底面とする仮想の円柱７２と交わる場合には、第２の弁体３９が第２の排水口３８を閉塞しようとすると、第１の弁体３６をその動線に沿って押し戻そうとする力が働くことになり、その結果早閉まりが起こりやすくなることが分かる。
【００７３】
これに対して、上記実施形態の場合のように、第１の弁体３６が上方から下降することによって第２の弁体３９を図の側方に押しのける場合（ｒ）には、第２の弁体３９が排水口３８を閉塞しようとしても、第２の弁体３９が第１の弁体３６を押す力と第１の弁体３６の動線の向きが大きく異なるため、第１の弁体３６は容易には動線７０に沿って押し戻されない。
【００７４】
また、本実施形態では、第１の弁体３６と第２の弁体３９が直接連動していないので、第１の弁体３６が上方位置に上がってから第２の弁体３９が第２の排水口３８を閉塞するまでにはわずかな遅れが生じる。つまり、弁室内の水流の乱れや電解液面の振動等に起因するフロート３の上下揺動によって、仮に第１の弁体３６が瞬間的に上方に上がることがあっても、さらに第２の弁体３９が第２の排水口３８を閉塞するまでには、わずかな時間の遅れがある。そして、その遅れの間に水流の変化、フロートの揺り戻し、弁体の振動等によって、第１の弁体３６が再び下がると、元の状態に戻ることになる。これにより、より早閉まりしにくいという効果が得られる。
【００７５】
このとき、仕切板３３は、水入口３２から弁室３１に侵入する水流が第２の弁体３９に直接当たらないように作用し、第１の弁体３６が上方に移動してから第２の弁体３９が第２の排水口３８にはまり込むまでの時間差を大きくするように機能する。
【００７６】
また、本実施形態では、第１の弁体３６の可動範囲がフロート３の可動範囲よりも小さく設定されている。具体的には、フロート３の可動範囲は上下１５ｍｍであり、そのうちフロート位置が低い１０ｍｍの範囲ではフロート軸５の突起６は接続部品７の長穴８内を移動するだけで、接続部品７および第１の弁体３６は移動しない。第１の弁体３６は、フロート３が可動範囲の上限から５ｍｍ以内にあるときに限って、フロート３に連動する。つまり、第１の弁体３６は、フロートが可動範囲の上限近くにあるとき、すなわち電解液面が規定の高さ近くにあるときにだけフロートに連動する。このように、フロートの可動範囲を大きく取ることによって、電解液の液面レベル計１２による表示範囲を大きくすることができ、一方、第１の弁体３６の可動範囲を小さくすることによって、弁室を小さくすることができる。
【００７７】
本発明は上記の実施形態には限られず、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００７８】
例えば、上記実施形態では２つの排水口を弁室の上下に設けたが、２つの排水口は弁室のいずれの面に設けてもよい。また、上記実施形態においては、第１の排水口３５では弁室からの水が上向きに、第２の排水口３８では弁室からの水が下向きに排出されるが、弁室から排出される水の方向は、それぞれいずれの方向を向いていてもよい。また、弁の数は２つに限られず、３つ以上であってもよい。２つ以上の排水口があれば、早閉まりを防止することができるからである。
【００７９】
また、上記実施形態では、第２の排水口３８が円形で、第２の弁体３９が球形状を有するが、第２の弁の形状はこれに限られるものではない。例えば、第２の弁が、第１の弁と同様の形状の排水口および弁体からなるものであってもよいし、その他種々周知の弁の形状を用いることができる。この場合でも、２つの弁体がいずれも弁室側から排水口を閉塞するように設けられていれば確実に補水を停止することができるし、２つの排水口があることによって早閉まりがしにくいという効果が得られる。さらに、第２の弁体がフロートと直接連動せず、第１の弁体が第１の排水口を閉塞しないときには第２の弁体が第２の排水口を閉塞することを妨げるように形成されていれば、第２の弁体が球形状でなくとも、２つの弁が閉じる際にわずかな時間差が生じ、前述のとおり、より早閉まりしにくいという効果が得られる。
【００８０】
また、第１の弁体３６の上下可動範囲をフロート３の上下可動範囲よりも小さくするために、上記実施形態ではフロート軸５の突起６と接続部品７の長穴８の組み合わせを利用したが、その他の方法によってもよい。例えば、長穴がフロート軸５側に設けられていてもよいし、長穴の代わりに溝が設けられていてもよい。また、弁体と接続部品は一体に成型されていてもよいし、接続部品が複数の部品からなるものであってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  補水栓
２  補水栓本体
３  フロート
４  フロート本体
２１  給水口
２２  補水口
３１  弁室
３４  第１の弁
３５  第１の排水口
３６  第１の弁体
３７  第２の弁
３８  第２の排水口
３９  第２の弁体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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