(57)【要約】【課題】鉛蓄電池において、フレームアレスタとして配置した多孔質フィルタの目詰まりを抑制し、多孔質フィルタに並列に配置した圧力開放弁が安定動作する信頼性に優れた鉛蓄電池とその排気栓を提供する。【解決手段】鉛蓄電池の液口に装着される排気栓の内部を間隙によって連通した４以上の排気室に分割し、電池側に連通する排気室から一つ以上の排気室を隔てて配置された排気室に２つの開口部を設け、一方の開口部を覆うように多孔質フィルタを配置し、他方の開口部には排気筒を形成して、その先端にキャップ状弁体が装着される。多孔質フィルタに対向する側の開口部の開口面積Ｓは、多孔質フィルタの底面積Ｄ未満に制限され、排気筒に対応する開口部の開口面積は、内周面積より小さく制限する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池の液口に装着され、内部に排気構造を有した鉛蓄電池用の排気栓であって、
前記排気栓は、
前記液口に装着した状態で、電解液面に向かって垂下する第１の排気筒と、
前記第１の排気筒の電池内側方向の一端に配置された底壁と、
前記第１の排気筒の電池外側方向の一端に配置された中壁と、
前記中壁の中心領域から前記底壁に向けて垂下する軸と、
前記軸から前記第１の排気筒の内壁に向けて放射状に配置され、前記第１の排気筒内を少なくともｎ（ｎ≧４）個の排気室に分割するｎ枚の区画壁を備え、
前記底壁は、前記電解液面に対して傾斜角θ（０°＜θ＜９０°）を有し、
隣接しあう前記排気室は、前記区画壁と前記底壁の間に配置された間隙を介して互いに連通し、
複数の前記排気室の中で最も前記電解液面に近接する排気室に対応する前記第１の排気筒に第１の開口部を有し、
前記中壁の、前記第１の開口部に対応する排気室から少なくとも一つの他の排気室を隔てた位置に配置された排気室に対応する部位に前記中壁を貫通する第２の開口部と第３の開口部を有し、
前記中壁の電池外側方向の底面に対向するとともに前記第２の開口部を覆うよう配置された多孔質フィルタと、
前記第３の開口部に連通するとともに、前記中壁から電池外側方向に突出するよう形成された第２の排気筒と、
前記第２の排気筒に装着されたキャップ状弁体とからなる圧力開放弁を有し、
前記第２の開口部の前記多孔質フィルタに対向する側の開口面積Ｓは、前記多孔質フィルタの底面積Ｄ未満に制限され、
前記第３の開口部２ｆの開口面積は、第２の排気筒６の内周面積より小さく制限され、
前記キャップ状弁体および前記多孔質フィルタを多い、かつガス排出のための第４の開口部を有した上蓋を備えた鉛蓄電池用の排気栓。
【請求項２】
前記圧力開放弁の開弁圧は、前記多孔質フィルタの圧力損失の初期値よりも高く設定されたことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池用の排気栓。
【請求項３】
前記開口面積Ｓは、前記底面積Ｄの２０％以下に制限したことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の鉛蓄電池用の排気栓。
【請求項４】
請求項１、２もしくは３の鉛蓄電池用の排気栓を備えた鉛蓄電池。
【請求項５】
正極および負極の格子体のいずれか一方がアンチモンを含む鉛合金からなる請求項４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、鉛蓄電池用の排気栓と、この排気栓を装着した鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、充電することによって、電解液中の水の電気分解され、その内部で水素ガスと酸素ガスが発生する。したがって、これらの酸素ガスを負極で吸収させて、負極での水素ガスの発生を抑制する、あるいは触媒によって、水素と酸素を再結合させ水に戻す、さらには、これらのガスを大気中に放出するための排気経路を電池に設ける。
【０００３】
液式の鉛蓄電池では、この排気経路を内蔵した排気栓を蓋に装着する構成が広く採用されているが、排気栓付近に電気スパークやたばこ等の火点が存在した場合、ガスに含まれる水素ガスに引火し、この炎が排気経路を介して電池内部に引き込まれ、電池内部に滞留した水素ガスに引火して電槽や蓋といった電池外装部品を破損する可能性がある。
【０００４】
したがって、このような外部から電池内部への炎の引き込みを防止するため、排気栓内部のガスの排気経路上に、フレームアレスタとしての多孔質フィルタを装着することが一般的である。多孔質フィルタは、主としてアルミナ等のセラミック粒体やポリプロピレン樹脂等の剛性樹脂粒体を焼結加工して得られるものが用いられている。多孔質フィルタは、その内部に屈折した微細な空隙を有しており、この空隙を通して電池内部のガスを排気可能であり、また、外部で発生した炎が多孔質フィルタの空隙を伝播する間に炎の熱エネルギーを吸収あるいは放散することにより、電池内部への炎の伝播を抑制できる。
【０００５】
一方、電池内部は電解液（希硫酸）が存在するため、電池内部の気体は水分を含んでおり、電池を充電した際の極板からのガッシングや電池に振動が加わった際に発生する電解液の飛沫が多孔質フィルタ内部で結露して、多孔質フィルタを目詰まりさせてしまう課題がある。多孔質フィルタの目詰まり（圧力損出の過大な増加）は、電池内圧が過大に上昇し、電槽や蓋を変形させたり、電池が破損する場合があった。
【０００６】
このような多孔質フィルタの目詰まりによる電池の変形あるいは破損を抑制するため、特許文献１には、排気栓内の排気経路中に、セラミック等の多孔質体からなる防爆フィルタと安全弁を並列に介在させた鉛蓄電池が示されている。この特許文献１の構成により、万一、防爆フィルタが目詰まりした場合でも、ガスが安全弁を介して電池外に排出されるため電池の変形や破損を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６３−１０９４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１で示された構成では、排気経路中の防爆フィルタおよび安全弁の下方が、電解液に面しているため、電解液の飛沫が防爆フィルタや安全弁に容易に付着する。電解液には硫酸の他にセパレータから溶出したオイル等の不揮発成分を含むため、これらの物質により防爆フィルタが目詰まりし、あるいはゴム体である安全弁が変質し、安全弁の開弁圧が不安定となる課題があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するものであって、フレームアレスタとしての機能を有する多孔質フィルタの目詰まりを抑制するとともに、多孔質フィルタに並列に配置された圧力開放弁の開弁圧が安定化された、信頼性の高い鉛蓄電池用の排気栓および鉛蓄電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、鉛蓄電池の液口に装着され、内部に排気構造を有した鉛蓄電池用の排気栓であって、前記排気栓は、前記液口に装着した状態で電解液面に向かって垂下する第１の排気筒と、前記第１の排気筒の電池内側方向の一端に配置された底壁と、前記第１の排気筒の電池外側方向の一端に配置された中壁と、前記中壁の中心領域から前記底壁に向けて垂下する軸と、前記軸から前記第１の排気筒の内壁に向けて放射状に配置され、前記第１の排気筒内を少なくともｎ（ｎ≧４）個の排気室に分割するｎ枚の区画壁を備え、前記底壁は、前記電解液面に対して傾斜角θ（０°＜θ＜９０°）を有し、隣接しあう前記排気室は、前記区画壁と前記底壁の間に配置された間隙を介して互いに連通し、複数の前記排気室の中で最も前記電解液面に近接する排気室に対応する前記第１の排気筒に第１の開口部を有し、前記中壁の、前記第１の開口部に対応する排気室から少なくとも一つの他の排気室を隔てた位置に配置された排気室に対応する部位に前記中壁を貫通する第２の開口部と第３の開口部を有し、前記中壁の電池外側方向の底面に対向するとともに前記第２の開口部を覆うよう配置された多孔質フィルタと、前記第３の開口部に連通するとともに、前記中壁から電池外側方向に突出するよう形成された第２の排気筒と、前記第２の排気筒に装着されたキャップ状弁体とからなる圧力開放弁を有し、前記第２の開口部の前記多孔質フィルタに対向する側の開口面積Ｓは、前記多孔質フィルタの底面積Ｄ未満に制限され、前記第３の開口部２ｆの開口面積は、第２の排気筒６の内周面積より小さく制限され、前記キャップ状弁体および前記多孔質フィルタを多い、かつガス排出のための第４の開口部を有した上蓋を備えた鉛蓄電池用の排気栓を示すものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２の発明は、請求項１の鉛蓄電池用の排気栓において、さらに、前記圧力開放弁の開弁圧は、前記多孔質フィルタの圧力損失の初期値よりも高く設定されたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項３の発明は、請求項１もしくは２に記載の鉛蓄電池用の排気栓において、前記開口面積Ｓは、前記底面積Ｄの２０％以下に制限したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項４の発明は、請求項１、２もしくは３の構成を有した排気栓を備えた鉛蓄電池を示すものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５の発明は、請求項４の鉛蓄電池において、正極および負極の格子体のいずれか一方がアンチモンを含む鉛合金からなる鉛蓄電池を示すものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、鉛蓄電池に装着される排気栓に内蔵した多孔質フィルタの目詰まりを抑制するとともに、多孔質フィルタに目詰まりが発生した場合に動作する圧力開放弁の動作を安定化させることにより、信頼性に優れた鉛蓄電池用の排気栓およびこれを備えた鉛蓄電池を提供できるという、顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の鉛蓄電池用の排気栓を示す図
【図２】本発明の鉛蓄電池用の排気栓の断面を示す図
【図３】本発明の鉛蓄電池用の排気栓の他の断面を示す図
【図４】本発明の鉛蓄電池を示す図
【図５】比較例の鉛蓄電池用の排気栓の断面を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池用の排気栓の構成を説明する。本発明の排気栓１は、図４に示す鉛蓄電池１１の液口１２に装着され、内部に排気構造を有したものである。図１は、排気栓１の外観を示す図であり、図４に示す鉛蓄電池の液口１２との装着構造をその外周に有する。図１には、この装着構造として、液口１２に螺合するねじ部１ａを配置した例を示したが、他の装着構造であってよい。
【００１８】
本発明の排気栓１は、液口に装着されることによって、電解液面（図１に示した仮想線Ａ）に向かって垂下する第１の排気筒２を有する。図２は、本発明の鉛蓄電池用の排気栓１の断面を示す図である。図３は、図２において、排気栓１をＢ−Ｂ´線で切断した際の断面を示す図である。
【００１９】
図２に示したように、第１の排気筒２の電池内側方向の一端、すなわち、電解液面方向に突出端部に、電解液面に対して傾斜角θ（０°＜θ＜９０°）を有した底壁３が配置される。また、第１の排気筒２の他方の一端には中壁４を備える。なお、このθの選択は、排気室２ｂの内部で結露した液滴が重力によって自然落下し、第１の開口部２ｄに導かれるに十分な角度であればよく、例として、２０°〜４５°の範囲とすることができる。
【００２０】
中壁４の中心領域から底壁３に向けて垂下する軸５を有し、図４に示したように、軸５から第１の排気筒２の内壁２ａに向けて放射状に配置された４枚の区画壁５ａを有する。したがって、排気筒２の内部空間は４枚の区画壁５ａによって、４個の排気室２ｂ−１，２ｂ−２，２ｂ−３に区画される。なお、図３では、排気室２ｂ−１の一つ、２つの排気室２ｂ−２の二つ、排気室２ｂ−３の一つで構成され、これらを総称して排気室２ｂとしている。
【００２１】
図３では、区画壁５ａの数ｎを４枚としたが、ｎは４以上であればよく、さらに好ましくは、４以上の偶数枚数である。したがって、排気筒２の内部空間は、ｎ（ｎ≧４）以上の区画壁５ａによって、ｎ個の排気室２ｂに区画される。排気室２ｂの数を４以上とすることにより、電池から排出されるべきガスは、少なくとも２枚の区画壁５ａに衝突するため、ガス中に含まれる電解液滴を効率的に除去可能である。排気室２ｂの数を２とした場合には、ガスの経路上の区画壁５ａは一枚となるため、電解液滴の除去に十分でない。また、排気室２ｂの数を５以上としてもよいが、構造が複雑となるため、実質的には４個が最も適切である。
【００２２】
そして、隣接しあう排気室２ｂの間は、区画壁５ａと底壁３の間に配置された間隙２ｃを介して互いに連通している。そして、排気室２ｂの中で最も電解液面に近接する、すなわち、傾斜する底壁３の最下部を含む排気室２ｂ−１において、第１の排気筒２にこの排気室２ｂ−１と排気栓１の電池側の空間に開口する第１の開口部２ｄを有する。
【００２３】
一方、中壁４の、第１の開口部２ｄが形成された排気室２ｂ−１から少なくとも一つの他の排気室２ｂ−２を隔てた位置に配置された排気室２ｂ−３に対応する部位に、この中壁４を貫通する第２の開口部２ｅと第３の開口部２ｆを有する。
【００２４】
本発明の排気栓１は、中壁４の電池外側方向の底面４ａに対向し、かつ第２の開口部２ｅを覆うよう配置された多孔質フィルタ１０を備える。さらに、第３の開口部２ｆの周囲に中壁４から電池外側方向、すなわち、第１の排気筒２の突出方向とは反対側の方向に突出するよう形成された第２の排気筒６を有する。
【００２５】
第２の排気筒６の先端には、キャップ状弁体７が装着され、第２の排気筒６とキャップ状弁体７で電池内圧が上昇した際に開放される圧力開放弁８を構成する。なお、圧力開放弁８の、第２の排気筒６からの脱落を防止するための上蓋９を有する。上蓋９には、ガス排出のための第４の開口部９ａを有する。図２に示したように、上蓋９は、キャップ状弁体７とともに多孔質フィルタ１０の上面を覆う構成としているが、これらを個別に設ける、すなわち、キャップ状弁体７を覆う上蓋９と多孔質フィルタ１０の上面を覆う別の上蓋（図示せず）を設けてもよい。その際、多孔質フィルタ１０の上面を覆う別の上蓋にガス排出のための開口部を設ける。
【００２６】
本発明の排気栓１のガス排気経路を説明する。電池内部で発生した電解液飛沫を含むガスは、第１の排気筒２に開口する第１の開口部２ｄから排気室２ｂ−１に入る。その後、間隙２ｃを通過して、隣接する排気室２ｂ−２にガスが導入される。その際、ガスの流れは区画壁５ａに衝突するため、区画壁５ａの表面に電解液飛沫の一部が結露する。結露した電解液膜は、時間とともに成長し、電解液滴となって区画壁５ａから傾斜した底壁３を伝って、第１の開口部２ｄに導かれた後、第１の排気筒２から落下してバルクの電解液に還流される。なお、排気室２ｂ−１内に電解液が滞留しないよう、排気室２ｂ−１の最下部を含むよう、第１の開口部２ｄが形成される。
【００２７】
間隙２ｃを通過して排気室２ｂ−１から排気室２ｂ−２に移動したガスはさらに、排気室２ｂ−２に隣接する排気室２ｂ−３に間隙２ｃを介して移動する。その際、排気室２ｂ−２と排気室２ｂ−３との間の区画壁５ａにガスが衝突し、その際に、ガス中に残存する電解液飛沫の大部分が区画壁５ａの表面で結露して、ガス中の電解液飛沫が除去される。
【００２８】
区画壁５ａの表面に結露した電解液は、区画壁５ａを伝って重力により落下し、区画壁５ａの下部を含む領域に設けられた間隙２ｃから底壁３を伝って排気室２ｂ−１に移動し、第１の開口部２ｄより電解液面に落下する。なお、結露した電解液滴が、排気室２ｂ−２および排気室２ｂ−３に滞留せず、バルクの電解液への落下するよう、排気室２ｂ−２および排気室２ｂ−３の最下部を含む位置に間隙２ｃを形成する。
【００２９】
排気室２ｂ−２から排気室２ｂ−３に移行した時点で、排気室２ｂ−３中のガスは電解液の飛沫の大部分が除去されているが、排気室２ｂ−３において区画壁５ａおよび内壁２ａと接触することによって、さらに電解液の飛沫が除去される。その後、ガスは、第２の開口部２ｅを介し、多孔質フィルタ１０を通過し、第４の開口部９ａを介して最終的に電池外に排出される。多孔質フィルタ１０と中壁４との間には空隙４ｂが配置されている。空隙４ｂに対向する中壁４の面は、第２の開口部２ｅに向かって一方的に下方に傾斜している。なお、第２の開口部２ｅは、多孔質フィルタ１０の外周に近接した位置に配置される。
【００３０】
本発明の排気栓１は、中壁４によって多孔質フィルタ１０の大部分が排気室２ｂ−３より隔離される。多孔質フィルタ１０と排気室２ｂ−３との間は、多孔質フィルタ１０の底面積Ｄ未満に開口面積が小さく制限された第２の開口部２ｅによって連通している。より好ましくは、第２の開口部２ｅの多孔質フィルタ１０に対向する側の開口面積Ｓは、多孔質フィルタ１０の底面積Ｄの２０％以下に制限される。このような構成によれば、多孔質フィルタ１０の大部分は、直接、第２の開口部２ｅに対向していない。したがって、ガス中に微量の電解液滴が残存していた場合でも、その電解液滴は、多孔質フィルタ１０の第２の開口部２ｅに対向する部位に衝突し、この部位で電解液滴が結露する。電解液滴が除去されたガスは、空隙４ｂを拡散し、殆んどが、前記した部位を除く部位で多孔質フィルタ１０を通過して電池外に放出される。
【００３１】
したがって、多孔質フィルタ１０の目詰まりを、故意に第２の開口部２ｅとの対向面で進行させるため、他の部位は殆んど目詰まりが進行しないため多孔質フィルタ１０の全体としての目詰まりを回避できる。
【００３２】
なお、第２の開口部２ｅの多孔質フィルタ１０に対向する側の開口面積Ｓは、前記したように、多孔質フィルタ１０の底面積Ｄの２０％以下に制限することが好ましい。このＤ／Ｓの比率が２０％を超えると、多孔質フィルタ１０の目詰まりの進行がより均一化されるため、多孔質フィルタ１０の寿命が低下し、好ましくない。
【００３３】
一方で、Ｄ／Ｓの比率の下限は、第２の開口部２ｅの径の絶対値と、通気速度との関係によって決定付けられる。充電時のガス発生速度に対して、第２の開口部２ｅの径が過小であると、電池内圧が上昇し、好ましくないため、電池内圧の過大な上昇をもたらさない程度の開口面積を確保する必要がある。一般的な始動用鉛蓄電池の例としては、５０Ａｈあたり、１．０ｍｍ2〜２．０ｍｍ2の開口面積を確保すればよい。
【００３４】
本発明の排気栓１は、中壁４にさらに第３の開口部２ｆとこれに対応して設けた第２の排気筒６およびこれに装着されたキャップ状弁体７を有する。前記した多孔質フィルタ１０の目詰まりが進行し、電池内圧が上昇した場合、キャップ状弁体７が上方に移動し、キャップ状弁体７と第２の排気筒６との間に形成された隙間を介してガス排出がなされ、電池内圧上昇が緩和される。
【００３５】
本発明では、第２の排気筒６の底部には中壁４が突出した状態となり、第３の開口部２ｆの開口面積が第２の排気筒６の内周の面積よりも小さく制限されるため、排気室２ｂ−３の内部のガスに微量の電解液滴が存在しても、中壁４が衝突壁となって、第２の排気筒６の内部への電解液滴の拡散が抑制される。したがって、キャップ状弁体７と第２の排気筒６への電解液滴の付着が抑制されるため、圧力開放弁８の開閉弁圧が安定化し、多孔質フィルタ１０の目詰まりが進行した場合にも、適正な電池内圧で開弁し、電池の変形・破損をもたらすような電池内圧の過大な上昇が抑制される。
【００３６】
なお、本発明における圧力開放弁８の開弁圧は、多孔質フィルタ１０の圧力損失の初期値よりも高く設定することが好ましい。このような構成によれば、多孔質フィルタ１０の目詰まりがない、初期状態においては、圧力開放弁８の開弁が行なわれないため、多孔質フィルタ１０を介さないガス排出が抑制される。圧力開放弁８の開弁は、多孔質フィルタ１０の目詰まりが進行した場合であって、電池内圧が許容できない電池変形、あるいは電池の破損を発生しうる程度に上昇した際に行なわれる。
【００３７】
（本発明の第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池１１を示す破載図である。前記した本発明の排気栓１を液口１２に装着したものである。本発明によれば、防爆性能を有するとともに、多孔質フィルタ１０が目詰まりした場合にも電池の内圧上昇による不具合を抑制でき、信頼性に優れた鉛蓄電池を提供できる。
【００３８】
また、正極および負極の格子体のいずれか一方がアンチモンを含む鉛合金からなる鉛蓄電池に本発明を適用することがより好ましい。格子体にアンチモンを含む鉛蓄電池は、電解液に溶出したアンチモンが電解液滴とともに多孔質フィルタ１０の目詰まりを発生させやすい。本発明では、アンチモンを格子体に含む場合でも多孔質フィルタ１０の目詰まりを長期間抑制しつつ、目詰まりした際には、圧力開放弁８が動作し、電池内圧の上昇による不具合を抑制できる。
【実施例１】
【００３９】
以下、実施例により、本発明の効果を説明する。
【００４０】
本発明例および比較例による鉛蓄電池（ＪＩＳ  Ｄ５３０１における８０Ｄ２６形始動用鉛蓄電池）を製作し、各鉛蓄電池に振動を加えながら高温環境下で充電した時の多孔質フィルタ１０の目詰まりの度合いおよび圧力開放弁８の機能低下の度合いを評価した。
【００４１】
正負の両極板は、鉛−カルシウム合金の格子体を準備し、これらの格子体に鉛粉と水と硫酸等からなる活物質ペーストを充填して得た。
【００４２】
セパレータはポリエチレン樹脂にシリカ、鉱物油を添加した微多孔膜を使用し、これを袋状として負極板を包む形とした。
【００４３】
本発明例の電池Ａは、前記した第１の実施形態で説明した構造の排気栓１である。多孔質フィルタ１０として、電池Ａに排気栓１を取り付けた状態で、５００ｃｍ3／分の流量で空気をセル室に流したとき、電池内部の圧力が大気圧に対して＋１ｋＰａとなるもの、すなわち圧力損失が１ｋＰａとなるものを準備した。多孔質フィルタ１０はポリプロピレンの粒体を焼結処理したものであり、直径１８ｍｍ、厚み５ｍｍの円柱状のものとした。
【００４４】
電池Ａのセルにおいて、前記と同様、セル室に５００ｃｍ3／分の流量の空気を流したときにおける圧力開放弁８の開弁圧は２０ｋＰａであり、前記した多孔質フィルタ１０の圧力損失よりも高い。また、セル室への空気の流入を停止した際、電池内圧は時間とともに低下するが、電池内圧が５ｋＰａにまで低下した時点で圧力開放弁８が閉じ、その後は、多孔質フィルタ１０を通気して、電池内圧が大気圧まで復元する構成である。キャップ状弁体７は、その内径が第２の排気筒６の外径よりも４％短いクロロピレンゴム製のものである。
【００４５】
比較例の電池Ｂは、図６にその断面を示した排気栓１３を用いたものであり、多孔質フィルタ１０と排気室２ｂ−１との間の中壁４が除去された構成を有する。また、第２の排気筒６の内周がすべて第３の開口部２ｆに相当する。その他の構成は、電池Ａと変わるところはない。
【００４６】
なお、本実施例で使用した各電池の電槽の破損に至る内圧は、２０°の環境下で１５０ｋＰである。一般的に鉛蓄電池の電槽と蓋の破損時の内圧は、電池サイズによっても異なるが、概ね１００ｋＰａ〜２００ｋＰａである。
【００４７】
前記した本発明例の電池Ａおよび比較例の電池Ｂについて、振動試験を行なった。振動試験の条件は、７５℃の温度雰囲気下で、電池を充電電圧１３．８Ｖ（最大充電電流２５Ａ）で２０００時間連続充電する間、電池に加速度２Ｇで周波数が１５〜３３Ｈｚの上下方向の振動を１時間加えた。その後、各電池の多孔質フィルタ１０の通気抵抗（５００ｃｍ3／分のエアー流量のときの圧力損失値）と、圧力開放弁８の開弁圧と閉弁圧を計測した。その結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
本発明例の電池Ａでは、多孔質フィルタ１０の通気抵抗が初期値に対して増加したが、比較例の電池Ｂでは、多孔質フィルタ１０の目詰まりにより通気抵抗の計測が不能となっていた。また、本発明例の電池Ａでは、圧力開放弁８の開弁圧および閉弁圧ともに若干低下していた。一方、比較例の電池Ｂでは、開弁圧、閉弁圧ともに０ｋＰａであり、電池内圧に関係なく、圧力開放弁８が開いた状態になっていた。
【００５０】
比較例の電池Ｂの多孔質フィルタ１０の目詰まりは、充電開始から１８００時間後に発生し、脱落活物質の粒やセパレータに残留するオイル分を含んだ電解液の飛沫によって通気性が全く失われていた。したがって、電池内部のガス発生によって、充電時間中は、常時、圧力開放弁８が開く状態となっていた。そして、圧力開放弁８から排出されるガスに電解液の飛沫が含まれるため、飛沫に含まれるオイル分や活物質あるいは硫酸分によってゴムが劣化し、圧力開放弁８としての機能を喪失していた。
【００５１】
圧力開放弁８が常に開いた状態になれば、ガスはフレームアレスタとしての多孔質フィルタ１０を介さずに電池外部に放出されるため、引火の原因となりうることは明らかである。
【００５２】
一方、本発明例の電池Ａでは、多孔質フィルタ１０の通気抵抗に若干の上昇と、開弁圧および閉弁圧に若干の低下が認められたが、比較例の電池Ｂと比べればその変化は軽微であり、ほぼ初期状態を保っていた。
【００５３】
次に、上記した電池Ａおよび電池Ｂについて、正極格子体および負極格子体として２．５質量％のアンチモンを含有するものを用いて前記したと同様の振動下での過充電を行なったところ、本発明例の電池Ａに対応する電池Ａ´については、表２に示した電池Ａと同様の結果が得られた。一方、比較例の電池Ｂに対応する電池Ｂ´については、連続充電７５０時間で多孔質フィルタ１０の目詰まりにより圧力開放弁８が常に開いた状態に陥った。
【００５４】
このことからも、格子体にアンチモンを含む場合は、特に本発明の構成が有効であることがわかる。
【００５５】
上記した振動試験が終了した後の各電池の防爆特性試験（電池工業会規格  ＳＢＡ  Ｓ１００３の８．３．１５項で定める防爆特性試験）を充電電流別に行った。この試験は、電池を充電しながら排気栓１および排気栓１３の排気孔（図２および図５における第４の開口部９ａに相当）上に強制的に火花を発生させ、電池への内部引火の有無を確認するものである。充電電流は５Ａからスタートし引火がなければ５Ａ毎上昇させ、最大を３０Ａとした。引火が発生した時点で試験終了とした。この試験結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
2011171039.tif 000004
【００５７】
表２に示した結果より、本発明例の電池Ａおよび電池Ａ´は多孔質フィルタ１０の通気抵抗（圧力損失）が圧力開放弁８の開弁圧および閉弁圧よりも低いため、電池内で発生するガスは多孔質フィルタ１０を介して排出される。したがって、多孔質フィルタ１０により電池内部への火の引き込みはブロックできる。一方、比較例の電池Ｂおよび電池Ｂ´は多孔質フィルタ１０の目詰まりによって通気性が失われるため、ガスは圧力開放弁８を介して排出される。電池Ｂおよび電池Ｂ´は前述したように圧力開放弁８の気密性が損なわれているため、低電流でも電池外部の火点から電池内部に引火した。
【００５８】
以上、実施例からもわかるように、本発明例の構成によれば、多孔質フィルタ１０の目詰まり目詰まりを抑制するとともに、多孔質フィルタ１０に並列に配置された圧力開放弁が安定して動作するため、信頼性に優れた鉛蓄電池用の排気栓およびこれを備えた鉛蓄電池を提供できるという、顕著な効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、電池内部にフリーの電解液を有し、液口に排気栓を装着した形式の鉛蓄電池に好適である。
【符号の説明】
【００６０】
１    排気栓
１ａ  ねじ部
２    第１の排気筒
２ａ  内壁
２ｂ，２ｂ−１，２ｂ−２，２ｂ−３  排気室
２ｃ  間隙
２ｄ  第１の開口部
２ｅ  第２の開口部
２ｆ  第３の開口部
３    底壁
４    中壁
４ａ  底面
４ｂ  空隙
５    軸
５ａ  区画壁
６    第２の排気筒
７    キャップ状弁体
８    圧力開放弁
９    上蓋
９ａ  第４の開口部
１０  多孔質フィルタ
１１  鉛蓄電池
１２  液口
１３  排気栓
【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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