(57)【要約】【課題】被覆回数を１回とし、且つ、極柱の内部抵抗不良の低減、内部抵抗のバラツキの抑制が可能で、また平均締め付けトルク値も向上する鉛蓄電池を提供する。【解決手段】極柱端子が鉛または鉛合金より電気抵抗の低い金属から成り、該極柱端子の基部が鉛合金で鋳込まれた極柱を備える鉛蓄電池において、該極柱端子は銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金の何れかから形成されており、該極柱端子の少なくとも基部の表面にはＡｓ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｎの１種類またはこれらの合金からなる厚さ１０〜１００μｍの被覆層を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極柱端子が鉛または鉛合金より電気抵抗の低い金属から成り、該極柱端子の基部が鉛合金で鋳込まれた極柱を備える鉛蓄電池において、該極柱端子は銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金の何れかから形成されており、該極柱端子の少なくとも基部の表面にはＡｓ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｎの１種類またはこれらの合金からなる厚さ１０〜１００μｍの被覆層を設けたことを特徴とする鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉛蓄電池、特に鉛または鉛合金より電気抵抗の低い金属から成る極柱端子の少なくとも基部の表面に被覆層を設け、該基部を鉛合金で鋳込んだ極柱を備える鉛蓄電池であって、極柱の内部抵抗の低減および極柱端子のトルク値の向上を図った鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、鉛合金製の極柱を電槽の蓋部から突出させ、該突出した極柱端子に接続具を取り付けて外部機器に接続するようにしたものがある。しかし、鉛合金製の極柱は硬度が低いため、接続具を繰り返し着脱すると、変形して接続を行うことが出来なくなる恐れがあった。また、鉛蓄電池は、各種非常用電源、通信用電源のバックアップに広く使用されており、要求される放電特性も小電流から大電流とさまざまである。特に大電流を放出する高出力の鉛蓄電池においては、極柱の内部抵抗が高いと大電流を取り出せないため、市場の要求を満足するものとならない恐れがあった。
【０００３】
そこで、該極柱に鉛合金より硬度が高く電気抵抗の低い真鍮や銅を主成分とした端子ボルトや端子ナットの基部を鋳込んだものが製造される場合がある。鋳込む端子ボルト若しくは端子ナットの表面処理として、鉛被覆若しくは半田被覆等が用いられている。
【０００４】
例えば、銅を主成分とした端子ボルト若しくは端子ナットの基部が、鉛を主成分とする極柱に鋳込まれる場合で、この埋め込み基部の表面に鉛メッキ層を介して錫メッキ層を施すことにより、該端子ボルト若しくは端子ナットと極柱との密着性の向上を図り、鉛蓄電池用極柱の通電性の向上を図ること（特許文献１）が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２１１３０９号公報特開（第１図参照）
【発明の開示】
【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の方法は端子ボルト若しくは端子ナットと極柱との密着性の向上を図り、鉛蓄電池用極柱の通電性の向上を図ることでの成果は認められるが、端子ボルト若しくは端子ナットの表面に鉛被覆層施した後に錫被覆層を形成しているため、被覆作業を行う回数が２回となり被覆層を形成する手間がかかっていた。
【０００７】
このような背景の下、被覆回数を１回とし、且つ、極柱の内部抵抗不良の低減、内部抵抗のバラツキの抑制が可能で、また平均締め付けトルク値も向上する鉛蓄電池を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、極柱端子が鉛または鉛合金より電気抵抗の低い金属から成り、該極柱端子の基部が鉛合金で鋳込まれた極柱を備える鉛蓄電池において、該極柱端子は銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金の何れかから形成されており、該極柱端子の少なくとも基部の表面にはＡｓ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｎの１種類またはこれらの合金からなる厚さ１０〜１００μｍの被覆層を設けたことを特徴としたものである。
【０００９】
本発明は、鉛または鉛合金より電気抵抗の低い金属として銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金を用いた場合にその被覆層としてＡｓ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｎの少なくとも１種類からなる金属を用いることで製法容易にして優れた特性が得られることを見出したものである。
【００１０】
本発明において、極柱端子の少なくとも基部の表面に設ける被覆層の厚みを１０〜１００μｍとすることが適当であり、被覆層の厚みが１０μｍより薄い場合は被覆層が剥がれ易くなり密着性が低下する。逆に被覆層の厚みが１００μｍより厚い場合は内部抵抗が増加し抵抗不良による抵抗値のバラツキが増大し、また、被覆層を厚く形成することはコストアップにも繋がる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による鉛蓄電池の極柱を用いることにより、製法容易にして極柱の内部抵抗のバラツキが抑制でき内部抵抗不良を低減することが可能となり、大電流を取り出せる鉛蓄電池を提供することができる。また、平均締め付けトルク値も向上するので締め付けた時の安全も確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、図１により説明する。なお、本発明の極柱端子は正・負両極に用いることが可能である。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を一部切欠した要部部分断面図である。本発明による鉛蓄電池は、極柱端子２に厚さ１０〜１００μｍの被覆層２３を形成し、鉛合金で鋳込んだものである。１は鉛または鉛合金で形成された極柱、１１は極柱と一体形成された座部で、図示しないが同極柱の  いた板と接続されているストラップ部と接続される。２は鉛または鉛合金より電気抵抗の低い金属から成る極柱端子、２１は極柱端子２が鉛合金で鋳込まれる埋め込み基部、２２は極柱端子２が鉛合金で鋳込まれない突出部、２３は極柱端子の表面に設けられた被覆層、２４は極柱端子の頂面中央部に開口した凹部である。極柱端子２は鉛合金で鋳込まれる埋め込み基部２１と、鉛合金で鋳込まれない突出部２２で構成され、埋め込み基部と突出部は一体形成された円柱形状である。該極柱端子の頂面中央の内面に開口した凹部２４を有し、該凹部２４は接続金具と螺着可能な螺子溝を形成している。
【００１４】
極柱端子２は、鉛または鉛合金より電気抵抗の低い金属である銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金の何れかから形成され、該極柱端子２の埋め込み基部２１の全表面および突出部２２の一部の表面に、Ａｓ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｎの１種類またはこれらの合金からなる被覆層２３を形成する。被覆層２３は溶融メッキ法により形成され、その後、鋳型を用いて鉛合金で鋳込む。なお、これら被覆層２３を形成する金属は、被覆層２３形成後に鉛合金で鋳込むため、鉛合金とぬれ性の良い金属を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明で被覆層形成に使用した溶融メッキ法とは、極柱端子を溶融金属中に浸漬して引き上げ、溶融金属を極柱端子表面で凝固させ金属被覆を形成する方法である。他のメッキ方法として電気メッキ法が挙げられ、被覆しようとする金属のイオンを含む電解液中で極柱端子をカソードとし、電着させようとする金属と同じ金属か、または不溶性の金属をアノードとして直流電解を行い極柱端子表面に金属イオンを放電析出させて被覆層を形成する方法である。なお、溶融メッキ法は、電気メッキ法に比し層の形成が容易であり、また、密着性・耐食性を向上させる効果がある。
【実施例１】
【００１６】
銅を主成分とする極柱端子を用い、該極柱端子は円柱形状であって、その頂面中央部に開口した凹部を有する。また、該極柱端子は鉛合金で鋳込まれる埋め込み基部と、鉛合金で鋳込まれない突出部から成り、埋め込み基部の全表面と突出部の一部の表面に被覆層を設ける。被覆層の形成は溶融メッキ法を用い、溶融したＢｉ中に極柱端子の基部および突出部の半分まで浸漬し、表面に厚さ１０μｍの被覆層を形成した。その後、公知の方法によって極柱端子の基部を鋳型を用いて溶融した溶融鉛に鋳込み、円柱形の極柱を作製し、平板状の座部を一体形成した（本発明品１）。同様の方法で、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを３０μｍとしたものを本発明品２、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを５０μｍとしたものを本発明品３、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを７０μｍとしたものを本発明品４、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを９０μｍとしたものを本発明品５、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを１００μｍとしたものを本発明品６、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを５μｍとしたものを比較例１、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを１２０μｍとしたものを比較例２としそれぞれ極柱を作製した。極柱表面に形成する被覆層の厚さは浸漬回数を変えることによって変化させた。
【００１７】
なお、本発明の被覆層の形成は溶融メッキ法を用いたが、電気メッキ法を用いた場合、通電電気量により極柱表面に形成する被覆層の厚さを変化させる。
【実施例２】
【００１８】
被覆層を形成する金属をＩｎとした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例３】
【００１９】
被覆層を形成する金属をＳｅとした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例４】
【００２０】
被覆層を形成する金属をＴｅとした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例５】
【００２１】
被覆層を形成する金属をＺｎとした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例６】
【００２２】
被覆層を形成する金属をＳｂ−Ｂｉ合金とした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例７】
【００２３】
被覆層を形成する金属をＳｂ−Ｉｎ合金とした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例８】
【００２４】
被覆層を形成する金属をＢｉ−Ｉｎ合金とした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例９】
【００２５】
被覆層を形成する金属をＡｓ−Ｓｅ合金とした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【実施例１０】
【００２６】
被覆層を形成する金属をＮｉ−Ａｇ合金とした以外は実施例１と同様にして極柱端子の表面に被覆層を形成して厚さの異なる種種の極柱（本発明品１〜６、比較例１〜２）を形成した。
【００２７】
（従来例）
極柱端子に被覆層を形成しない以外は実施例１と同様にして極柱を作製した（従来例１）。被覆層を形成する金属を鉛とし、極柱端子の表面に形成する被覆層の厚さを５０μｍとした以外は実施例１と同様に極柱を作製した（従来例２）。被覆層を形成する金属を鉛と鈴とし、鉛被覆層の上面に錫被覆層を形成して２層とし、各被覆層の厚さを鉛被覆層は２５μｍ、錫被覆層は２５μｍとしてその合計を５０μｍとした以外は実施例１と同様に極柱を作製した（従来例３）。
【００２８】
表１は被覆層をＢｉとし、それぞれの極柱（本発明品１〜６、比較品１、２）を作製して、そのときの抵抗不良数、抵抗値のバラツキ、従来品を１００とした時の平均締め付けトルク値を測定した結果に示す。同様に、表２に被覆層をＩｎ、表３に被覆層をＳｅ、表４に被覆層をＴｅ、表５に被覆層をＺｎ、表６に被覆層をＳｅ−Ｂｉ、表７に被覆層をＳｅ−Ｉｎ、表８に被覆層をＢｉ−Ｉｎ、表９に被覆層をＡｓ−Ｓｅ、表１０に被覆層をＮｉ−Ａｇとしたときのそれぞれの極柱（本発明品１〜６、比較品１、２）および表１１に従来例１〜３の極柱を作製して、そのときの抵抗不良数、抵抗値のバラツキ、従来品を１００とした時の平均締め付けトルク値を測定した結果に示す。なお、極柱はそれぞれ１００個ずつ作製し評価を行った。
【００２９】
なお、内部抵抗測定は交流内部抵抗測定器を用い極柱の上面と下面間の抵抗を測定した。ここで抵抗不良数とは、内部抵抗測定において接合不良等による抵抗値に異常がでた個数である。また、抵抗値のバラツキは、極柱の上面と下面間の抵抗を測定したときの３σを示したものである。また、平均締め付けトルク値の測定は、極柱端子を鉛合金で鋳込んで極柱とした後、該極柱を固定し極柱端子の頂面中央部に開口した凹部に市販のトルクレンチによりボルトを螺合してどの程度のトルクで極柱端子が回動するかを測定することで行った。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
【表２】
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【００３２】
【表３】
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【００３３】
【表４】
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【００３４】
【表５】
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【００３５】
【表６】
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【００３６】
【表７】
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【００３７】
【表８】
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【００３８】
【表９】
2006309983.tif 000011
【００３９】
【表１０】
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【００４０】
【表１１】
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【００４１】
表１〜１０に示すように、本発明品１〜６において、ＢｉやＩｎ等どの金属を用いた場合においても、表１１に示す極柱端子に被覆層を設けない従来例１および被覆層を鉛とした従来例２に比し抵抗不良数やバラツキ、平均締め付けトルク値が向上していることが分かる。これは、被覆層に鉛合金と合金化しやすい金属を使用することで極柱端子と鉛合金との界面での接合が促進され密着性が改善されたことによるものである。また、比較例１に示すように被覆層の厚さを１０μｍ以下とした場合、一部被覆層の剥離が確認され、密着性の低下に繋がり平均締め付けトクルク値等の低下に繋がった。比較例２に示すように被覆層の厚さを１００μｍ以上とした場合、内部抵抗が増加し抵抗不良による抵抗値のバラツキが増大し、さらに平均締め付けトルク値の低下に繋がった。また、鉛被覆層を形成した後、錫被覆層を形成した従来例３のように被覆層を２層形成した場合と同等な抵抗不良数やバラツキ、平均締め付けトルク値が得られ、被覆層が１層において十分効果があることが確認できた。
【００４２】
なお、極柱端子の表面に形成する被覆層を埋め込み基部のみや極柱端子の全周にそれぞれの金属を被覆した場合や極柱端子に銅に替えてアルミニウムを主成分としたものを同様に被覆した場合に於いても同様の効果が得られる。
【００４３】
以上の結果より、極柱端子に形成する被覆層を鉛または鉛合金とするのでは十分な密着性が得られず、また鉛被覆層形成後に錫被覆層を形成するなどのように被覆層を２層を形成しなくても、本発明で使用した金属を使用することで１層で被覆層を２層形成した場合と同等の密着性を得ることができる。また、被覆層の厚さを１０〜１００μｍとすることで内部抵抗のバラツキが少なく、平均締め付けトルク値の高い鉛蓄電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明第の実施形態を示す要部部分断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１    極柱
１１  座部
２    極柱端子
２１  埋め込み基部
２２  突出部
２３  被覆層
２４  凹部
【図１】
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