(57)【要約】【課題】電槽を透視して電解液面を確認するタイプの鉛蓄電池において、電槽の内壁よごれによる電解液面の視認性の低下を抑制すること。【解決手段】電解液を収納する電槽の外壁面に、電解液面の規定位置を表示する液面線を備え、電解液面に浮き、かつ、不可視光を照射した際に可視光を発光する蛍光物質を含むフロート体を備える。また、他の構成として、このフロート体として、電解液面に浮き、かつ、不可視光あるいは可視光を照射した後、可視光を発光する蓄光性の蛍光物質を含むフロート体とすることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を収納する電槽の外壁面に、電解液面の規定位置を表示する液面線を備え、
電解液面に浮き、かつ、不可視光を照射した際に可視光を発光する蛍光物質を含むフロート体を備えた鉛蓄電池。
【請求項２】
電解液を収納する電槽の外壁面に、電解液面の規定位置を表示する液面線を備え、
電解液面に浮き、かつ、不可視光あるいは可視光を照射した後、可視光を発光する蓄光性の蛍光物質を含むフロート体を備えた鉛蓄電池。
【請求項３】
前記フロート体は、蛍光物質からなる粉体を耐酸性樹脂中に分散してなる請求項１〜２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記フロート体は、蛍光物質を耐酸性樹脂皮膜で被覆してなる請求項１〜２に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記フロート体は、閉じられた中空体であって、その中空部に蛍光物質を充填した請求項１〜２に記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記フロート体は、プレート状であって、その端部にのみ蛍光物質を含む部分を形成した請求項１〜２に記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記フロート体は、フレーム状である請求項１〜２に記載の鉛蓄電池。
【請求項８】
前記フロート体の、電解液面線を形成した前記電槽壁に対応した前記端部にのみ、蛍光物質を含む部分を形成した請求項６もしくは７に記載の鉛蓄電池。
【請求項９】
前記フロート体は、電解液面線を形成した前記電槽壁に概略平行に配置され、かつ、蛍光物質を含む一対の発光部と、前記発光部との間を連結する支持部とからなる請求項１〜２に記載の鉛蓄電池。
【請求項１０】
前記電解液面線は、蛍光物質を含む請求項１〜９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、鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液式の鉛蓄電池は、使用により電解液中の水分減少によって、電解液量が減少する。電解液量の減少は、電解液面の低下と電解液中の硫酸濃度の上昇をもたらし、電池性能に悪影響を及ぼす。また、負極のストラップが電解液面から露出すると、負極ストラップが腐食する場合もある。
【０００３】
したがって、液式の鉛蓄電池では、減少した水分を補充できるよう、セル毎に液口を設け、この液口に液口栓を装着した構造がごく一般的に採用されている。
【０００４】
このような、液口栓を有した鉛蓄電池において、電解液面の確認方法として、特許文献１に記載されたような、光学的な液面センサーや、特許文献２に記載されたような、電気式の液面センサーが知られている。このような液面センサーは、各セルに配置することが好ましいが、電池構造が複雑になるという、欠点を有している。
【０００５】
一方で、電槽外壁に液面線を表示しておき、この液面線と電槽を透視した電解液面との位置関係で、電解液面を確認する手法が広く採用されている（例えば特許文献３参照）。このような電解液面を、電槽を透視して確認する手法は簡便であるが、鉛蓄電池を使用している間に、電槽の内壁面の、電解液面よりも上部の部分に汚れが付着し、電解液面の視認性が低下することがあり、電解液面の管理上、不都合を生じさせていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８７９６３号公報
【特許文献２】特開昭５６−１４７１号公報
【特許文献３】特開平５−２９０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記したような、電槽内壁の汚れは、セパレータ中に残存するオイル、負極活物質に添加したカーボン、脱落した活物質、ペースト紙の残渣などにより発生すると考えられる。前記したようなオイル、カーボン、活物質、ペースト紙は、鉛蓄電池の性能を確保する上で、あるいは鉛蓄電池を製造する上で必要な材料であることから、電槽内壁の汚れを完全に防ぐことは困難であり、従来の液面線による電解液面の確認をより困難にしていた。
【０００８】
本発明は、電槽内壁が汚れた場合でも、電解液面を容易に視認しえる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】
【０００９】
前記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、電解液を収納する電槽の外壁面に、電解液面の規定位置を表示する液面線を備え、電解液面に浮き、かつ、不可視光を照射した際に可視光を発光する蛍光物質を含むフロート体を備えた鉛蓄電池を示すものである。
【００１０】
本発明の請求項１の構成によれば、電槽外部から電槽内部に向けて、紫外光あるいは赤外光等の不可視光を照射することにより、電解液面に浮いたフロート体が発光するため、電槽内壁が汚れた場合でも、電解液面の視認が容易になる。また、照射する光が紫外光あるいは赤外光であれば、照射光が、フロート体の発光を視認する際の妨げにならないため、電解液面の確認が可能となる。なお、照射光が、発光しているフロート体の位置確認を妨げない程度の可視光を含むことは差し支えない。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、電解液を収納する電槽の外壁面に、電解液面の規定位置を表示する液面線を備え、電解液面に浮き、かつ、不可視光あるいは可視光を照射した後、可視光を発光する蓄光性の蛍光物質を含むフロート体を備えた鉛蓄電池を示すものである。
【００１２】
特に、トラック、農機といった車両では、鉛蓄電池は、車両の外部に露出しており、屋外の太陽光、照明によって照らされる状況にあるものは、蛍光物質に蓄光性を有した物質を選択することにより、不可視光あるいは可視光を照射することなく、電解液面４ａの確認が可能となり、好ましい。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１〜２に係る鉛蓄電池において、前記フロート体は、蛍光物質からなる粉体を耐酸性樹脂中に分散してなるものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜２に係る鉛蓄電池において、前記フロート体は、蛍光物質を耐酸性樹脂皮膜で被覆してなるものである。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１〜２に係る鉛蓄電池において、前記フロート体は、閉じられた中空体であって、その中空部に蛍光物質を充填してなるものである。
【００１６】
また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１〜２に係る鉛蓄電池において、前記フロート体は、プレート状であって、その端部にのみ蛍光物質を含む部分を形成してなるものである。
【００１７】
また、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１〜２に係る鉛蓄電池において、前記フロート体は、フレーム状であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項８に係る発明は、請求項６〜７に係る鉛蓄電池において、前記フロート体の、電解液面線を形成した前記電槽壁に対応した前記端部にのみ、蛍光物質を含む部分を形成してなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項９に係る発明は、請求項１〜２に係る鉛蓄電池において、前記フロート体は、電解液面線を形成した前記電槽壁に概略平行に配置され、かつ、蛍光物質を含む一対の発光部と、前記発光部との間を連結する支持部とからなることを特徴とする。
【００２０】
そして、本発明の請求項１０に係る発明は、請求項１〜９に係る鉛蓄電池において、前記電解液面線は、蛍光物質を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電槽壁面が汚れた際でも、電解液面位置の電槽外部からの視認性を鉱上できるという、顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による鉛蓄電池の断面図
【図２】本発明の他の実施形態による鉛蓄電池の正面図
【図３】（ａ）フロートの断面を示す図（ｂ）他のフロートの断面を示す図（ｃ）他のフロートの断面を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池の断面図
【図５】（ａ）プレート状フロートを示す斜視図（ｂ）フレーム状フロートを示す斜視図（ｃ）他のフロートを示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
本発明の鉛蓄電池１は、正極板と負極板およびセパレータとからなる極板群３が電解液４とともに電槽２に収納される。電槽２は蓋５で閉じられる。本発明の鉛蓄電池１は、電槽２の内部へ、水を補充可能なよう、蓋５に液口５ａが設けられる。
【００２５】
液口５ａには液口栓１２が装着されている。また、本発明の鉛蓄電池１は、液式の鉛蓄電池であって、極板群３から発生したガスを電池外部に放出するための排気機能を有している。図示した例では、液口栓１２に排気経路１２ａを設けた例を示しているが、排気経路１２ａを液口栓に設けず、別途設けてもよい。
【００２６】
極板群３には、例として極柱７や接続体８等の内部接続用の部品が必要に応じて設けられている。図１に示した例では、極板群３に接続された極柱７が蓋５に設けられた端子６に接続されている。一方、極板群３に設けられた接続体８は、隔壁２ａを貫通して隣接する極板群（図示せず）に接続される。なお、端子６の構成形態や、他の極板群との接続の構成例は、あくまで例示であって、他の公知の構成を採用しうる。
【００２７】
本発明の鉛蓄電池１は、液式の鉛蓄電池であり、極板群３を浸漬する電解液４を有する。また、電槽２の外壁には、電解液面４ａが規定の範囲内であるかを対照確認するための最低液面線１０を備える。最低液面線１０は、少なくとも極板群３が電解液４に浸漬する位置に設定される。
【００２８】
また、好ましくは、最低液面線１０とともに、最高液面線９を備える。最高液面線９は、水を過剰に補充しないよう、設けられた線である。水を過剰に補充した場合、鉛蓄電池１に振動が加わったり、過充電により内部でガス発生が盛んであったりすると、電解液４が排気経路１２ａを介して電池外に漏出する。したがって、このような不具合が生じないよう、好ましくは、最高液面線９を備える。また、電槽２は、内部で発光するフロート体１１を視認しうる程度の透明性を有する。
【００２９】
本発明の鉛蓄電池１は、電解液面４ａに浮き、かつ、不可視光線を照射した場合に蛍光を発生する蛍光物質１３を含むフロート体１１を備える。
【００３０】
本発明の鉛蓄電池１の電解液面４ａを確認する際には、電池外部より紫外線等の不可視光を照射すれば、内部のフロート体１１が蛍光を発生するので、図２の点線部Ａに示したように、電解液面４ａが発光し、電槽２の内壁が汚れていても、容易に電解液面４ａと、最低液面線１０との位置関係を確認でき、必要に応じて、補水等の処置をとることができる。また、照射する光を不可視光とすることにより、電槽２の壁面の反射光によって、電解液面４ａの位置が眩惑されることも防止できる。
【００３１】
なお、不可視光として、可視光よりもエネルギーの高い（波長の短い）紫外光を使用することが一般的であるが、紫外光のみでは、取り扱い者がその発光を視認できず、紫外光を誤って他人あるいは本人の目に照射することによって目の機能を損なう場合があるため、紫外光とともに、電解液面４ａの確認の際に眩惑されない程度の可視光を含むことが好ましい。
【００３２】
本発明の鉛蓄電池１のさらに構成として、最低液面線１０、さらに好ましくは、最低液面線１０と最高液面線９が不可視光によって蛍光を発生する蛍光物質を配置することができる。その際、フロート体１１の蛍光色と、最低液面線１０および／もしくは最高液面線９の蛍光色を異なる色調とすれば、不可視光の照射によって、電解液面４ａと最低液面線１０および／もしくは最高液面線９との位置関係をより鮮明に視認することが可能となり、好ましい。
【００３３】
蛍光物質１３の例として、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎの酸化物、硫化物、ケイ酸塩、リン酸塩、タングステン酸塩などを主成分とし、これにＭｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂなどの金属元素、もしくはランタノイド類などの希土類元素を活性剤として添加して焼成した、無機系の焼結体を用いることができる。
【００３４】
フルオレセイン、ローダミン、ルモゲンＬイエロー、ルモゲンＬイエローオレンジ、ルモゲンＬレッドオレンジ等の有機染料を用いることも可能である。
【００３５】
フロート体１１の構成として、図３（ａ）に示したような、蛍光物質１３を耐酸性の樹脂１４内に分散したものを用いることができる。このような形態では、蛍光物質１３は電解液４に接触しうるので、蛍光物質１３は、電解液中の希硫酸にたいして安定な無機系の蛍光物質料を用いることが好ましい。
【００３６】
一方、フロート体１１に替えて、蛍光物質１３の表面を耐酸性の樹脂１４で被覆したフロート体１１ａ、あるいは中空の耐酸性の樹脂１４内に蛍光物質１３を封入したフロート体１１ｂを用いることもできる。これらの形態では、蛍光物質１３は、希硫酸に接触しないため、蛍光物質の選択の枠を拡げ、例えば、前記した有機染料系の蛍光物質１３を選択することも可能である。
【００３７】
なお、耐酸性の樹脂１４は、一般的には耐酸性に優れた、ＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂等の合成樹脂であり、蛍光物質１３からの発光を電池外部から視認しうる程度の透明性を有したものを用いればよい。また、フロート体１１，１１ａ，１１ｂは、電解液面４ａに浮遊させる関係上、これらフロート体１１，１１ａ，１１ｂの密度は、少なくとも、電解液の密度が最も低くなった状態（鉛蓄電池１が完全に放電しきった状態）においても、その電解液の密度よりも低くすることは言うまでものない。
【００３８】
また、図３において、フロート体１１，１１ａ，１１ｂの外形として球状のものを例示したが、球状である必要はなく、立方体形状、直方体形状、４面体構造、コイン形状等の、種々の形状から選択することができる。
【００３９】
本発明の鉛蓄電池１におけるフロート体１１，１１ａ，１１ｂの具体的な寸法例としては直径４ｍｍの球状であり、その多数が電解液面４ａに浮遊した構成を有する。
【００４０】
フロート体１１，１１ａ，１１ｂの外形寸法を極端に小さくした場合は、フロート体１１，１１ａ，１１ｂが排気経路１２ａの目詰まりを生じさせたり、電槽２の内壁に付着して電解液面４ａの視認が困難になるため、このような目詰まりや、内壁に付着しない程度の大きさを有することが必要である。
【００４１】
一方、フロート体１１，１１ａ，１１ｂの外形寸法を極端に大きくした場合には、図２に示す発光する点線部Ａの高さ寸法が高くなり、発光する点線部Ａのどの位置に電解液面４ａがあるかの判定に不具合を生じるので好ましくない。したがって、フロート体１１，１１ａ，１１ｂの、電解液４に浮遊した状態での高さ寸法は、例えば最低液面線１０の太さ程度か、これより若干、大きくした範囲で、適宜設定すべきである。
【００４２】
また、本発明の鉛蓄電池１においては、不可視光によって励起され、蛍光を発光する蛍光物質に限定されることなく、可視光によって励起され蛍光を発し、またその蛍光に持続性すなわち、蓄光性を有したものを用いてもよい。蓄光性を有した蛍光物質として、硫化亜鉛、アルミン酸ストロンチウムなどを例示するが、これに限定されるものではない。このような、蓄光性を有した蛍光物質を用いた形態は、特にトラックなどのエンジンルーム外で使用されることによって、太陽光や照明光の照射を受ける鉛蓄電池において有効であり、夜間あるいは暗所では、蓄光性により、別途、不可視光源や可視光源を用意することなく、電解液面４ａの視認が可能となる。この際の蓄光性は高輝度で長時間光ることが望ましいことは自明である。また、可視光のみを蓄光する蛍光物質に限定されず、紫外光を蓄光し、可視光を発光する物質としてもよい。
【００４３】
図４は、本発明の他の実施形態による鉛蓄電池２１の構成を示す図である。本発明の鉛蓄電池２１は、前記した鉛蓄電池１に用いたフロート体１１，１１ａ，１１ｂに替えて、図５（ａ）に示したプレート状のフロート体１５、あるいは図５（ｂ）に示したフレーム状のフロート体１５ａ、もしくは図５（ｃ）に示したフロート１５ｃのいずれか一つを電解液面４ａに浮かせた構成を有する。
【００４４】
なお、これらフロート体１５，１５ａ，１５ｂのいずれにも、少なくとも、最低液面線１０を形成した電槽２の壁面に対応した部位に蛍光物質１３を含む蛍光部１６を有する。
【００４５】
なお、図１および図４に示したように、最低液面線１０を形成した電槽２の壁面が２以上ある場合、図５に示したように、これら壁面に対応した位置に蛍光部１６を配置してもよいが、一方の位置のみに蛍光部１６を配置しても本発明の効果、すなわち、電解液面の視認性の顕著な向上効果が得られる。
【００４６】
図５（ａ）に示したプレート状のフロート体１５は、本体となるプレート１７の最低液面線１０を形成した電槽２の壁面に対応する部分に蛍光部１６が配置される。なお、図５（ａ）においては、プレート１７の両端に蛍光部１６を配置しているが、一方の端部にのみ蛍光部１６を配置してもよい。
【００４７】
また、フロート体１５は長方形のプレート状に表現しているが、蓄電池内部に存在する極柱７、接続体８あるいは液口栓１２と干渉しないよう、必要に応じて貫通孔や切欠き（いずれも図示せず）を設けてもよい。
【００４８】
プレート状のフロート体１５は、電解液面４ａの大部分を覆うため、電解液４と電池内部の空気との接触面積が減少し、結果、電解液４に含まれる水分の蒸発が抑制されという、好ましい効果を奏する。また、車両用鉛蓄電池にように、電池に不可避的に振動が加わる場合、フロート体１５が、電解液４の飛沫の発生が抑制される。電解液４の飛沫は、ガスとともに、排気経路１２ａを介して電池外部に排出されて、電池周囲での刺激性の酸霧臭を発生させる要因となるが、フロート体１５により、電解液４の飛沫が抑制されることから、このような酸霧臭の発生を抑制できることは明らかである。また、飛沫が直接、電池外に排出された場合には、電解液面４ａの低下を引き起こすが、このような電解液面４ａの低下も抑制できることも自明である。また、電解液面４ａの揺動もフロート体１５により抑制されるため、電池に激しい振動が加わったときに発生していた電解液４の電池外部への漏出も抑制できる。
【００４９】
また、プレート状のフロート体１５に替えて、図５（ｂ）に示したフレーム状のフロート体１５ａや、図５（ｃ）に示したフロート体１５ｂを用いることができる。なお、これらフロート体１５，１５ａ，１５ｂの本体部は、先に述べた樹脂１４の成型体、打ち抜き体であってよい。
【００５０】
フレーム状のフロート体１５ａは、図５（ｂ）に示したように、長方形状のフレーム１８の、２辺に蛍光物質１３を含む蛍光部１６を形成したものである。蛍光部１６は、電槽２の最低液面線１０を形成した壁に対応して設ければよい。なお、必ずしも、最低液面線１０を形成したすべての壁に対応して蛍光部１６を設ける必要はなく、いずれか一方であっても、本発明の電解液面４ａの視認性を顕著に改善できるという効果を奏する。
【００５１】
フレーム状のフロート体１５ａは、プレート状のフロート体１５よりも、フロート本体の樹脂使用量を節減できる点で好ましい。
【００５２】
また、図５（ｃ）のように、蛍光部１６の間を支持部１９で結合したフロート体１５ｂを用いてもよい。
【００５３】
これら、フロート体１５ａ，１５ｂは、極柱７、接続体８および液口栓１２等との干渉を避けるべく、その形状が定められるべきである。
【００５４】
また、フロート体１５，１５ａ，１５ｂの厚みは、蛍光部１６の視認性が確保される限りにおいて薄くすることが好ましい。
【００５５】
以上、本発明によれば、電槽の内壁が汚れた場合においても、電解液面の視認性を格段に向上できるという、顕著な効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、電解液面位を、電槽で透視して確認するタイプの鉛蓄電池であれば、その用途を問わず利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１，２１  鉛蓄電池
２    電槽
２ａ  隔壁
３    極板群
４    電解液
４ａ  電解液面
５    蓋
５ａ  液口
６    端子
７    極柱
８    接続体
９    最高液面線
１０  最低液面線
１１，１１ａ，１１ｂ  フロート体
１２  液口栓
１２ａ  排気経路
１３  蛍光物質
１４  樹脂
１５，１５ａ，１５ｂ  フロート体
１６  蛍光部
１７  プレート
１８  フレーム
１９  支持部
【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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