(57)【要約】【課題】従来のモノブロック式電槽の鉛蓄電池に用いられる個別排気方式と一括排気方式の封口構造は、鉛蓄電池の種類ごとに異なり標準化・共通化が出来ず、電池の小型化・軽量化、長寿命化、保守管理の効率化、コストダウン等に制約がある。また、封口部品装着と封口が同義であるため封口部品を最適の時点で装着出来ず、コスト配分の最適化によるトータルコストダウンができない。【解決手段】隣接する電池セル２個に対して共通のキャップ状の封口部品と共通の封口部品装着部を設け、これに電解液の水分消失を抑制し電槽の外壁・電池セル隔壁の内圧による変形を抑制する圧力制御弁等を装着するとともに、封口部品の回動により注液口とガス通気口の開閉を行う。これにより封口構造の標準化・共通化を図るとともに、上記課題が改善可能なモノブロック式電槽の鉛蓄電池を提供することを目的とする。【選択図】  図２
2011159501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを持つ鉛蓄電池において、隣接する複数の電池セルに対し、前記隣接する複数の電池セル共通の封口部品装着部を設け、該封口部品装着部に、電池セル毎の電解液注液用通路及び、電池セル毎又は前記隣接する複数の電池セル共通の外部通気路を備え、前記隣接する複数の電池セル共通の封口部品を、前記封口部品装着部に装着することにより前記電解液注液用通路を封口することを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
電池セル内で発生したガス中の水分を凝縮し結露させるとともに前記外部通気路に接続された電池セル毎の排気室を、前記封口部品装着部にさらに設けたことを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記外部通気路を開閉することによって電池セル内の圧力を制御する圧力制御弁を、前記封口部品装着部にさらに設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
請求項３の構成において、電池セル内の上昇圧力を制御する加圧制御弁のみを設けた場合に、常時通気可能な微小通気路が外部に開口していることを特徴とする請求項３記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記圧力制御弁が共通の電池セル間の隔壁の肉厚を、他の電池セル間の隔壁の肉厚より薄くしたことを特徴とする請求項３記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記圧力制御弁が共通でない電池セル間の隔壁に、微小通気口を設けたことを特徴とする請求項３又は請求項５記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記封口弁装着部に装着された前記封口部品を回動することにより、前記封口部品装着部と前記封口部品とで前記電解液注液用通路を構成する第一の装着状態と、前記電解液注液用通路が前記封口部品で封口される第二の装着状態とが、選択的に維持可能に構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の鉛蓄電池。
【請求項８】
前記外部通気路又は、前記圧力制御弁で開閉される前記外部通気路又は、前記微小通気路を備え前記加圧制御弁で開閉される前記外部通気路のうちの少なくとも一つを、前記封口部品装着部に設けず前記封口部品に設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを持つ鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の前記鉛蓄電池の内部発生ガスの排気方法は、個別排気方式と一括排気方式とが一般的である。個別排気方式は、電槽蓋に設けられた電池セル毎の注液口に液栓を螺合するか圧力制御弁を直接装着するかのいずれかで封口し、電池セル毎に排気する。液栓には防沫体、防爆フィルター、圧力制御弁等が装着され、着脱可能となっている。圧力制御弁を直接装着する場合は、内圧上昇時の圧力制御弁脱落を防止するため圧力制御弁押さえ蓋が電槽蓋に固着され、圧力制御弁は一般的に着脱不能である。一括排気方式は、注液口からのガスを一括して排気するための電槽上蓋を電槽蓋に熱融着する。この場合は注液口が電槽上蓋で覆われているため、別途に注液口を設けない限り補水は出来ない。
このように、従来の内部発生ガスの排気方法即ち注液口封口方法には「発明の効果」や「発明を実施するための形態」の項にも示すように鉛蓄電池の種類に応じて各種のタイプがあり、注液口封口構造、注液方法、注液口封口方法、関連する製造工程や鉛蓄電池の保守方法等について特許文献１〜６に示すような種々の改善方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2001-102026  密閉型鉛蓄電池とその製造方法
【特許文献２】特開2003-142148  鉛蓄電池
【特許文献３】特開2003-142151  即用式鉛蓄電池およびその使用方法
【特許文献４】特許4224762      制御弁式鉛蓄電池
【特許文献５】特開2008-146895  鉛蓄電池
【特許文献６】特開2008-186690  鉛蓄電池
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のように鉛蓄電池の種類に応じて注液口封口構造が異なり、全体としての共通化・標準化がされておらず、また、各々の注液口封口構造には以下に示す欠点がある。
液栓を使用する封口方法は、電池セル毎の液栓とこの装着のためのコストがかかり、液栓のため極板より上部の高さを低く出来ず鉛蓄電池の小型化の障害となる欠点がある。圧力制御弁を使用する封口方法は、電池セル毎の圧力制御弁とこの装着のためのコストがかかり、圧力制御弁が着脱不能のため電解液減少時の補水又は補液が出来ない欠点がある。一括排気方式は、電槽上蓋とこれを電槽蓋に熱融着するコストがかかり、電池セル毎に注液口と密栓を別途に設けなければ電解液減少時の補水又は補液が出来ない欠点がある。
また、従来の鉛蓄電池の封口部品（液栓、圧力制御弁、電槽上蓋）の注液口への装着や電槽蓋への熱融着と封口とは、ほぼ同義で同時に行われる。したがって、封口部品を装着した状態では電解液注液や装置内部のガス置換・減圧が出来ない構造となっており、封口部品を封口前の最適の時点で予め装着することが出来ない。また、封口関連部品のVA（価値分析）も封口部品の装着と封口は同義が前提条件となっており、改善効果もこの範囲に限定されている。さらに注液後の製造ラインに封口部品装着装置の設置・管理が必要で、封口部品装着装置トラブルによる製造ライン全体の稼働率低下の原因にもなっている。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑みその課題を解決すべく創案されたものであって、隣接する複数の電池セルに対し、前記隣接する複数の電池セル共通の封口部品と前記隣接する複数の電池セル共通の封口部品装着部とを設けることにより、各種類の鉛蓄電池について封口構造と封口関連部品の共通化・標準化を図るとともに、小型化と軽量化及び、長寿命化及び、保管中の保守業務の効率化及び、随時の補水・補液並びに、安全性の向上が可能な鉛蓄電池を提供することを目的とする。ここで前記隣接する複数の電池セルとは、電池セルが直列配置される１２Ｖ系等の鉛蓄電池においては隣接する２個の電池セルを、電池セルが格子状に配置される２４Ｖ系や３６Ｖ系の鉛蓄電池においては隣接する４個又は２個の電池セルを意味する。また、封口部品を装着した状態で注液や装置内部のガス置換・減圧が出来る注液口封口構造という新たな視点でのVA（価値分析）により、トータルコストダウンを行う。即ち、最適な時点で封口部品が装着可能であることにより部品コスト及び、設備関連コスト並びに、労務コストの最適配分化によるトータルコストダウンされた鉛蓄電池を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの課題を解決するために成した第一の発明は、複数の電池セルを持つ鉛蓄電池において、前記隣接する複数の電池セルに対し、前記隣接する複数の電池セル共通の封口部品装着部を設け、該封口部品装着部に、電池セル毎の電解液注液用通路及び、電池セル毎又は前記隣接する複数の電池セル共通の外部通気路を備え、前記隣接する複数の電池セル共通の封口部品を、前記封口部品装着部に装着することにより前記電解液注液用通路を封口することを特徴とする鉛蓄電池である。前記封口部品の装着方法には、前記封口部品と前記封口部品装着部の形状に対応して圧入・螺合・当接等の種々の方法があるが、キャップ状の封口部品を前記封口部品装着部に着脱可能に外嵌する方法が最も簡便で安全弁機能も持たせることが可能な方法である。また、前記外部通気路は、排気又は吸気又は双方に使用され、必要な場合は防爆用フィルターが設けられる。
【０００７】
第二の発明は、電池セル内で発生したガス中の水分を凝縮し結露させるとともに前記外部通気路に接続された電池セル毎の排気室を、前記封口部品装着部にさらに設けたことを特徴とする第一の発明にかかる鉛蓄電池である。前記排気室は、凝縮・結露能力を向上するため可能な限り分割した小室を経由するようにするとともに凝縮し結露した水分が電池セル内に還流するように底面に段差や勾配を設ける。また、前記排気室は、電槽蓋と一体成形される前記封口部品装着部に設けられるため上面が開放した状態で成形されるが、該上面は前記封口部品で封口する構造とする方がよい。前記上面を密閉し前記底面を開放した状態でも前記一体成形が可能であるが、別途に電池セル毎の底面部材が必要となり、コストアップになる。
【０００８】
第三の発明は、前記外部通気路を開閉することによって電池セル内の圧力を制御する圧力制御弁を、前記封口部品装着部にさらに設けたことを特徴とする第一又は第二の発明にかかる鉛蓄電池である。前記圧力制御弁には、電池内の上昇圧力を制御する加圧制御弁と電池内の減圧を制御する減圧制御弁があり、いずれか又は双方を用いる。
【０００９】
第四の発明は、第三の発明の構成において、電池セル内の上昇圧力を制御する前記加圧制御弁のみを設けた場合に、常時通気可能な微小通気路が外部に開口していることを特徴とする第三の発明にかかる鉛蓄電池である。前記微小通気路は、電解液の水分消失量にほとんど影響を与えないようなわずかな通気量によって電池セル内の内圧を大気圧に収束させるために設ける。最終的に全ての電池セルが同一圧力（大気圧）に収束し、電槽の外壁や電池セル間の隔壁の圧力差による塑性変形が防止される。
【００１０】
第五の発明は、前記隔壁の肉厚の最適化を図るため、前記圧力制御弁が共通の電池セル間の隔壁の肉厚を、他の電池セル間の隔壁の肉厚より薄くしたことを特徴とする第三の発明にかかる鉛蓄電池である。前記圧力制御弁が共通でない電槽ケースの電池セル間の隔壁には、前記圧力制御弁間の開閉動作圧力のバラツキで発生する差圧が働くため差圧を考慮して肉厚を厚くする必要があるが、前記圧力制御弁が共通な隔壁には差圧が発生しないので肉厚を薄く出来る。前記圧力制御弁が共通でない電槽蓋の電池セル間の隔壁については、受圧面積が小さく電槽蓋で補強されているので必ずしも厚くする必要は無い。
【００１１】
第六の発明は、前記圧力制御弁間の開閉動作圧力のバラツキで発生する前記圧力制御弁が共通でない電池セル間の隔壁変形を抑制するため、前記圧力制御弁が共通でない電池セル間の隔壁に微小通気口を設けたことを特徴とする第三又は第五の発明にかかる鉛蓄電池である。前記微小通気口は電槽蓋の隔壁に微小穴を設けるか、電槽蓋の電槽との熱融着部に微小な三角形等の切込みを設けて熱融着しない部分を設ける。切込みの形状は、前記微小通気口を形成できればよく三角形にはこだわらない。
【００１２】
第七の発明は、前記封口部品を前記封口部品装着部に装着した状態で電解液の注液や電池セル内のガス置換を可能とするため、前記封口部品装着部に装着された前記封口部品を回動することにより、前記封口部品装着部と前記封口部品とで前記電解液注液用通路を構成する第一の装着状態と前記電解液注液用通路が前記封口部品で封口される第二の装着状態とが、選択的に維持可能に構成されることを特徴とする第一〜第六のいずれかの発明にかかる鉛蓄電池である。
【００１３】
第八の発明は、前記外部通気路又は、前記圧力制御弁で開閉される前記外部通気路又は、前記微小通気路を備え前記加圧制御弁で開閉される前記外部通気路のうちの少なくとも一つを、前記封口部品装着部に設けず前記封口部品に設けたことを特徴とする第一〜第七のいずれかの発明にかかる鉛蓄電池である。前記封口部品装着部の機能の一部を前記封口部品に移行するこの構造は、前記封口部品装着部の形状の単純化とともに、前記排気室の面積をより多く確保するための構造である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による効果には各種類の鉛蓄電池に共通な効果と種類ごとに異なる個別効果があり、種類ごとに異なる個別効果については代表的な種類について以下に示す。また、類似の構造を持つ鉛蓄電池に対しても以下の代表的な種類の鉛蓄電池と同様な効果がある。（代表的な種類の鉛蓄電池に対する個別効果は、「発明を実施するための形態」の項に記載した内容を参照）
【００１５】
１）各種類の鉛蓄電池に共通な効果
前記の第一〜第六の発明を採用した場合の共通効果を以下に記載する。
ａ）各種類の鉛蓄電池について、前記個別排気方式に比べ前記封口部品及び前記封口部品装着部の個数が半数以下に削減されるとともに、封口構造と封口関連部品の共通化・標準化が可能となり、トータルコストダウンされる。
ｂ）製品在庫・流通・保管・使用中のいずれの段階においても、電槽の外壁と電池セル隔壁の変形が抑制され、電槽の塑性変形による各種の不具合と電槽亀裂による電解液漏出が防止される。これにより電槽の使用材質・肉厚の設計条件が緩和されて重量軽減とコストダウンが可能となる。
ｃ）キャップ状の前記封口部品を前記封口部品装着部に着脱可能に外嵌すれば、電池内圧が異常上昇したときに内部ガスを放出し電槽の亀裂・破裂を防止する緊急ガス放出弁にも代用出来るので、該緊急ガス放出弁を別途設ける必要が無く安全性が向上する。
ｄ）また、前記第七の発明を採用した場合の共通効果は、前記封口部品が最適な時点で装着可能となるため、部品コスト（部品代・部品管理コスト）及び、設備関連コスト（設備投資額・償却費・維持管理費用）及び、労務コスト（直接・間接）並びに、製造ライン全体の稼働率を含めたコスト配分の最適化によるトータルコストダウンが可能となる。
【００１６】
２）制御弁付の始動用鉛蓄電池への個別効果。
自動車始動用の液式鉛蓄電池は、充分な量の電解液を持ち内部発生ガス（水の電気分解ガス・水蒸気・電解液ミスト）のガス放出口が常時開放されている鉛蓄電池である。しかし使用期間中に電解液の水分消失があるため補水が必要である。これに対して内圧が上昇したときにのみ動作する前記加圧制御弁をガス放出口に装着して水分消失を抑制し、ほぼ補水不要とした制御弁式始動用鉛蓄電池や制御弁付の始動用鉛蓄電池が提案されている。これに対して前記の第二・第三・第四・第七の発明を採用した実施例１及び前記の第二・第三・第五・第六・第七の発明を採用した実施例２と実施例３における効果を以下に記載する。
ａ）従来の液栓を使用せず極板より上部の高さを低く出来るため、小型化が可能な分割排気式の鉛蓄電池を提供出来る。また、小型化のためにも採用される前記一括排気方式鉛蓄電池と比較して、前記上蓋や前記上蓋の電槽蓋への熱融着を必要とせず、補水のための各電池セルに対する注液口や封口栓も別途設ける必要が無く、これらに必要な部品代及び成型金型費用並びに装着コストが削減される。
ｂ）電解液の水分消失量が従来の制御弁式鉛蓄電池と同等又はこれ以下となり、補水不要の長寿命な始動用鉛蓄電池を低コストで提供出来る。特に実施例２と実施例３では大幅に長寿命化される。また、もし補水が必要な時は随時に車載状態でも出来る。
ｃ）保管期間中に電槽変形防止のための補充電等の保守業務が不要で、これが必要な現状と比較し製品在庫・流通・保管、特に輸出入において受け入れ側の設備負担及び保管コストの削減効果が大きい。
【００１７】
３）制御弁付の即用式鉛蓄電池への個別効果。
即用式鉛蓄電池は自動車の始動用等に用いられるが、電槽化成後に電解液を排出し密封を行った状態で製品在庫・流通・保管され、使用前に電解液を注液すれば使用可能となる鉛蓄電池である。これに対して実施例２とほぼ同様の構成を採用した実施例４と、実施例３とほぼ同様の構成を採用した実施例５における効果を以下に記載する。
ａ）前記の制御弁付の始動用鉛蓄電池への個別効果のａ）項と同じ効果がある。
ｂ）前記の制御弁付の始動用鉛蓄電池への個別効果のｂ）項と同じ効果がある。
ｃ）前記の制御弁付の始動用鉛蓄電池への個別効果のｂ）項と同じ効果がある。さらに、即用化のための前記液栓の別途添付や脱着作業が不要で、注液作業が非常に簡略化される。
【００１８】
４）制御弁式鉛蓄電池への個別効果。
負極吸収式の制御弁式鉛蓄電池は自動車始動用等に用いられるが、電解液量を抑制して極板を一部露出させ充電時に正極極板から発生した酸素ガスを負極極板に吸収させることにより水分消失が抑制される密閉型鉛蓄電池で、内部ガス圧が上昇した時に内部ガスを放出する前記加圧制御弁が注液口に設けられる。これに対して実施例２又は実施例３とほぼ同様の構成を採用した実施例６における効果を以下に記載する。
ａ）前記液栓を使用せず極板より上部の高さを低く出来るため、小型化が可能な分割排   気式の鉛蓄電池を提供出来る。従来必要であった前記制御弁押さえ蓋及び該押さえ蓋の電槽蓋への熱融着等の装着工程が不要となり、コストダウンされる。また、前記押さえ蓋のため従来出来なかった補水が随時に出来るのでさらに寿命延長が出来る。
ｂ）前記の制御弁付の始動用鉛蓄電池への個別効果のｂ）項と同じ効果がある。
ｃ）前記の制御弁付の始動用鉛蓄電池への個別効果のｂ）項と同じ効果がある。
ｄ）減圧注液方法により正・負極板内及び電池セル間の化成ばらつきの減少による放電容量の安定化と鉛蓄電池の寿命改善の効果がある。
【００１９】
５）２４Ｖ系又は３６Ｖ系の鉛蓄電池への個別効果。
２４Ｖ系や３６Ｖ系の鉛蓄電池は、電池セルが格子状に配置される。これに対して本発明を採用した実施例７における効果を以下に記載する。
ａ）前記個別排気方式の２４Ｖ系又は３６Ｖ系の鉛蓄電池に比べ、前記封口部品及び前記封口部品装着部の個数が大幅に削減され、部品コスト（部品代・管理コスト）及び装着コストが削減される。２４Ｖ系では１２セットから３セットに、３６Ｖ系では１８セットから５セット（４電池セル共通４セット及び２電池セル共通１セット）又は６セット（４電池セル共通３セット及び２電池セル共通３セット）に削減される。
ｂ）１２Ｖ系の同種の鉛蓄電池と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１、２、４、６の鉛蓄電池の第二の装着状態の外観説明図。
【図２】実施例１、２、４、６の鉛畜電池の第一、第二の装着状態を示す説明図で、注液経路とガス放出経路についても説明する。図２−１、３は第一の装着状態を示す説明図（平面図、断面図）、図２−５、６は封口部品を１８０度回動した第二の装着状態を示す説明図（平面図、断面図）、図２−２、４は封口部品及び加圧制御弁並びに防爆フィルターを除いた封口部品装着部の説明図（平面図、断面図）である。
【図３】実施例３、５、６の鉛蓄電池の第二の装着状態の外観説明図。
【図４】実施例３、５、６の鉛畜電池の第一、第二の装着状態を示す説明図で、注液経路とガス放出経路についても説明する。図４−１、３は第一の装着状態を示す説明図（平面図、断面図）、図４−５、６は封口部品を１８０度回動した第二の装着状態を示す説明図（平面図、断面図）、図４−２、４は封口部品を除いた封口部品装着部の説明図（平面図、断面図）である。
【図５】実施例１〜６の制御弁装着部の説明図で、排気経路と吸気経路についても説明する。図５−１、２は加圧制御弁装着部、図５−３は減圧制御弁装着部の説明図である。
【図６】実施例１、２の加圧制御弁装着部8ｊを電池セル毎に設けた場合の鉛畜電池の第一、第二の装着状態を示す説明図で、ガス放出経路についても説明する。図６−１は第一の装着状態を示す説明図、図６−３は封口部品を１８０度回動した第二の装着状態を示す説明図、図６−２は封口部品を除いた封口部品装着部の説明図である。
【図７】実施例３の加圧制御弁装着部8ｊと減圧制御弁装着部8ｔを電池セル毎に設けた場合の鉛畜電池の第一、第二の装着状態を示す説明図で、ガス放出経路についても説明する。図７−１は第一の装着状態を示す説明図、図７−３は封口部品を１８０度回動した第二の装着状態を示す説明図、図７−２は封口部品を除いた封口部品装着部の説明図である。
【図８】加圧制御弁及び常時通気用微小溝を封口部品装着部に設けず、封口部品に設けた場合の説明図である。
【図９】減圧制御弁を封口部品装着部に設けず、封口部品に設けた場合の説明図である。
【図１０】実施例７の２４Ｖ系の鉛蓄電池の第一及び第二の装着状態の外観説明図（平面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
具体的な封口構造は、鉛蓄電池の種類と用途によって多少異なるので代表的な種類の鉛蓄電池について本発明の封口構造を以下に記載する。ただし、以下の記載事項は代表例を示すもので、類似の構造となる鉛蓄電池にも適用され、記載例に限定されるものではない。また、符号は、同一の機能を持つものに対しては同一又は類似の符号を極力使用して説明する。
【実施例１】
【００２２】
１）制御弁付の始動用鉛蓄電池（１）
前記の第二・第三・第四・第七の発明を採用した前記圧力制御弁を備えた始動用鉛蓄電池に対する実施例を以下に記載する。従来の制御弁式始動用鉛蓄電池では電解液量が抑制されており注液口は各電池セルに設けられ前記加圧制御弁又は前記加圧制御弁付液栓で各々が封口されるが、本実施例では注液口封口構造以外は従来の充分な電解液量を持つ液式の始動用鉛蓄電池とし、前記隣接する電池セル２個に対して、前記隣接する電池セル２個共通の封口部品装着部を設け、これに前記の電池セル毎の電解液注液用通路（注液口）及び、電池セル内で発生したガス中の水分を凝縮し結露させる前記の電池セル毎の排気室並びに、前記の常時通気用の微小通気路を持ち前記加圧制御弁が装着された前記共通の外部通気口を設ける。前記共通の封口部品は、キャップ状とし電池セル毎の注液口と前記共通のガス放出口を設ける。
各構成要素の構成と作用は以下の通りである。（図１、２、５参照）
【００２３】
ａ）本実施例の注液口封口構造以外は前記の従来の液式の始動用鉛蓄電池のもので、６電池セルのモノブロック式電槽に正・負極板とセパレーターが内蔵されており電槽蓋が熱融着され外部端子が形成される。正・負極板及び正・負外部端子は、電槽蓋の熱融着前に電気接続されている。本実施例では、電槽蓋に設けた注液口封口構造関連についてのみ詳述する。
ｂ）封口部品装着部8ａは、合成樹脂製の電槽蓋8と一体成形される。封口部品装着部8ａは、電池セル隔壁8ｂ上に中心を持つわずかに円錐形の円盤状で、上面中心部にタッピングネジ11の下穴8ｃを持つ。内部には、電池セル毎に注液口8ｈ及び排気室隔壁8ｅで区分され連続した排気室8ｄ並びに第二の装着状態で封口部品10の注液口10ｈを封口する柱状部8ｇを、底面にはガス流入口8ｆを、電池セル隔壁8ｂ上には前記共通の加圧制御弁装着部8ｊを設ける。ガス流入口8ｆの形状は１〜３ｍｍ×２〜４ｍｍの長方形が良い。封口部品10の内面と接触する排気室隔壁8ｅの上端面等は、貼り付きを回避するため接触面積の極力少ないＵ形等の形状とする。各電池セルの排気室8ｄと加圧制御弁装着部8ｊの間には、排気絞り用細幅縦溝8ｉを設ける。発生ガス中の水分・電解液ミストは、排気絞り用細幅縦溝8ｉに到達するまでにほとんど排気室8ｄで凝縮し結露して電池セル内に還流し、電解液や水分が隣接する電池セルにガス体として移動することは少ないが、排気絞り用細幅縦溝8ｉにより各電池セルの発生ガスが直接的に隣接する電池セルに流入するのを出来るだけ防止する。加圧制御弁装着部8ｊには、中心部に円錐状の封口面8ｍを持つ柱状突起部8ｋを、周辺部に通気用の縦溝8ｐを設ける。封口面8ｍには常時通気用微小溝8ｎを２〜３個設ける。常時通気用微小溝8ｎの寸法は、高さ１ｍｍ、幅0.4ｍｍ程度とする。排気室8ｄの底面はガス流入口8ｆのある排気室の底面を最下位に順次高くして凝縮し結露した水分・電解液がガス流入口8ｆより電池セル内に還流するようにする。ガス流入口8ｆの下部には電解液や電解液飛沫がガス流入口8ｆに直接流入し難くするための下側筒状部8ｑを設け、内部には階段状の排出経路8ｒを、側壁には細幅の通気用スリット8ｓを設ける。排出経路8ｒは、電解液や電解液飛沫が排気室8ｄに直接流入し難くするため経路の断面を変化させる。排出経路8ｒに替えて下側筒状部8ｑの内部に従来の液栓内部に装着されるような防沫体を装着してもよい。
ｃ）5〜15ｋＰａで開弁する加圧制御弁13を加圧制御弁装着部8ｊに、防爆用フィルター12を加圧制御弁13の円筒状部13ａに、気密に圧入する。加圧制御弁13は、合成ゴム又は熱可塑性エラストマー又は合成樹脂等の弾性体で作られ、円筒状部13ａと薄肉弁13ｂで構成され、薄肉弁13ｂの中心にガス放出口13ｃを持つ。加圧制御弁13と防爆用フィルター12は圧入により保持されるだけでなく、封口部品10の頭部10ａにより脱落しないように押さえられている。また、加圧制御弁13と防爆用フィルター12とのいずれかは、気密に頭部10ａの内面に押圧されている。薄肉弁13ｂの封口面の貼り付きが懸念される場合には封口面にシリコンオイル又はグリス等のシール剤を塗布する方がよい。または、フッ素樹脂等のコーティングをしてもよい。
ｄ）前記緊急ガス放出弁ともなるキャップ状の封口部品10は、合成ゴム又は熱可塑性エラストマー又は合成樹脂等の弾性体で作られ、頭部10ａと外周部の薄肉リブ10ｂで構成される。頭部10ａには、中心部に回動用の六角頭部10ｄとタッピングネジ11の取り付け穴10ｃが、外周部に２個の注液口10ｈと前記共通のガス放出口10ｊが設けられる。封口部品10の開弁圧は、電槽が亀裂しない圧力以下、例えば25〜35ｋＰａに設定する。封口部品10は、加圧制御弁13と防爆用フィルター12とが装着された電槽蓋8の封口部品装着部8ａに気密に着脱可能に外嵌するとともに、タッピングネジ11で回動可能に固定する。タッピングネジ11を使用せず、鍔付圧入ピンを圧入してもよい。また、密封性の向上と封口時の回転抵抗の減少を行うため、少なくとも薄肉リブ10ｂの内面にはシリコンオイル又はグリス等の潤滑シール剤を塗布する。または、フッ素樹脂等のコーティングをしてもよい。
ｅ）封口部品10が装着された電槽蓋8は、正・負極板とセパレーターが組み込まれた電槽に熱融着され、注液口10ｈから注液可能となる。電槽蓋8は封口部品10が前記の第一の装着状態で購入・保管し、製造ラインに投入する方がよい。この場合は、ガス放出口10ｊ３個を連続した接着テープで密封すれば、封口工程の回動時に剥離し易く、保管中に防爆用フィルター12に塵埃が沈積することが無く、注液や電槽化成等の工程で電解液等により汚染されない。封口部品10を装着しない状態で製造ラインに投入する場合は、加圧制御弁13と防爆用フィルター12とは、電槽蓋に装着した状態で購入・保管するか、封口部品10の装着前に装着するかのいずれかとなるが、電槽蓋に装着した状態で購入・保管する方がよい。封口部品10を装着せずに購入すれば、電解液の注液や電槽化成等の工程で封口部品10を電解液等で汚染させない長所があるが、製造ラインへの封口部品等の装着装置の設置・管理が必要で封口部品10等の供給作業も必要となる短所がある。
ｆ）電槽化成中の発生ガスは、電池セル毎に注液口10ｈより直接外部に放出される。次に、必要な場合は電解液の濃度と液量を調整した後、封口部品10を半回転して封口する。封口部品10は薄肉リブ10ｂと封口部品装着部8ａの外周壁との摩擦力とタッピングネジ11とで保持され、注液口10ｈは柱状部8ｇで封口され、ガス放出口10ｊは防爆用フィルター12の上方に位置する。
ｇ）内部発生ガス（水の電気分解ガス・水蒸気・電解液ミスト）は、下側筒状部8ｑの階段状の排出経路8ｒよりガス流入口8ｆを通過して排気室8ｄに流入する。排気室8ｄで凝縮し結露した水分と電解液はガス流入口8ｆから各電池セル内に還流し、その他は排気絞り用細幅縦溝8ｉを経由してガス排気用縦溝8ｐより加圧制御弁装着部8ｊに流入する。自己放電時等のわずかなガス量であれば、封口面8ｍの常時通気用微小溝8ｎより加圧制御弁13のガス放出口13ｃと防爆用フィルター12を経て、ガス排出口10ｊより電池外に放出される。
ｈ）図２に示したガス放出経路は一例であってこれに限定されるものではないが、鉛蓄電池を反転して注液口8ｈより電解液を排出する必要がある場合は、注液口8ｈとガス流入口8ｆとは鉛蓄電池の幅方向に極力離して配置し、ガス流入口8ｆに電解液が流入しないようにすることが必要である。また、外部端子も反転時に上方となる様に配置し、電解液で汚染されないようにする。ガス放出口10ｊは、同様に上方となる様に配置するか又は前記のように連続テープで密封する。
ｉ）大電流充電等により多量のガスが発生し内圧が加圧制御弁13の開弁圧より上昇したときは、薄肉弁10ｂを外方に変形させ封口面8ｍとの間に出来た空隙部からも内部ガスを放出する。このガス排出方法は、従来の液栓装着方式に比較し極板より上部の高さを低く出来るため、小型化が可能な分割排気式鉛蓄電池を提供出来る。また、小型化のために採用される一括排気方式鉛蓄電池に必要な上蓋や上蓋の電槽蓋への熱融着を必要とせず、補水のために必要な電池セル毎の注液口や封口栓も別途設ける必要が無く、これらに必要な部品代及び成型金型費用並びに装着コストが削減される。
ｊ）前記「特許文５  特開２００８−１４６８９５  鉛蓄電池」で記載されているように、常時通気用微小溝8ｎにより鉛蓄電池は常に外部にわずかではあるが開放されておりどの電池セルの内圧も大気圧に収束するので、電池セル間に差圧も発生しない。このため電槽の外壁や電池セルの隔壁には塑性変形を起こすような圧力が常時加圧されることは無い。したがって、製品在庫・流通・保管・使用中のいずれの段階においても、電槽の外壁や電池セルの隔壁への加圧・減圧が抑制され、電槽の塑性変形による各種の不具合と亀裂による電解液漏出が防止される。これにより、電槽の材質を安価な材質とし肉厚を薄くすることが出来るので、鉛蓄電池の重量軽減とコストダウンに有効となる。
ｋ）電池使用中に内部短絡等により内圧が封口部品10の開弁圧以上に異常上昇したときは、封口部品10の頭部10ａと外周部の薄肉リブ10ｂが変形する。これにより隣接する電池セル側の封口部品装着部8ａにも流入するとともに、封口部品装着部8ａの外周壁との間に出来た空隙部と注液口10ｈとから内部ガスを放出する。この場合は鉛蓄電池の継続使用は考慮する必要がなく電槽の亀裂・破裂による電解液の漏洩・飛散だけを防止すればよいが、従来のキャップ状の小さな防爆弁と異なり大きな受圧面積に対する圧力により開弁するので、多少の封口弁貼り付きがあっても確実に動作し、開弁圧の変化も少ない。薄肉リブ10ｂに部分的な薄肉部又は小さな切り欠き部を設け、薄肉リブ10ｂが確実に拡大・破断される様にしてもよい。封口部品10はタッピングネジ11で保持されており封口部品装着部8ａとの位置関係が変わらないため、動作後も脱落せずほぼ元の装着状態に復帰する。
ｌ）常時通気用微小溝8ｎによる非常にわずかな通気があるものの加圧制御弁13の装着により電解液の水分消失は、前記「特許文献５  特開２００８−１４６８９５  鉛蓄電池」で記載されているように非常に抑制されるため、電池への補水は通常ほとんど必要とせず鉛蓄電池も長寿命化されるが、封口部品10を半回転すれば何時でも封口部品10を脱着せずに補水可能で、鉛蓄電池を車体に装着した状態で補水出来る。
ｍ）図１に示すようにガス排出口10ｊ共通の連続シート15を貼付すれば、鉛蓄電池周辺の気流による影響が無くなり水分消失量が削減されるとともに、ガス排出口10ｉ内への塵芥の沈積も無くなる。ガス排出経路を確保するため、連続シートの接着剤は斜線部のみとする。
ｎ）以上は加圧調整弁13を前記共通とした場合であるが、図６に示すように封口部品装着部8ａの内部を電池セル毎に分離し、加圧調整弁装着部8ｊを電池セル毎に設けてもよい。この場合は、封口部品10のガス排出口10ｉは注液口10ｈで兼用する。始動用鉛蓄電池は高温になるエンジンルーム内に装着されることがほとんどで、両端の電池セルの温度が高くなり内側の電池セルより電解液の水分蒸発が多くなる傾向にある。したがって、端部の電池セルと内側の電池セルに共通の加圧調整弁13を使用したとき、使用条件によっては排気絞り用細幅縦溝8ｉがあっても端部の電池セルから内側の電池セルに水分を含んだガスが一方的に流入し、鉛蓄電池の長期使用によって内側の電池セルの電解液が増加し溢液する可能性がある。これに対しては、封口部品装着部8ａの内部を電池セル毎に分離する本構造を使用し、加圧調整弁13の開弁圧力を内側の電池セルより端部の電池セルを高くした方が好ましく、電池セル隔壁の肉厚も厚くする。
ｏ）前記の第八の発明を採用し、加圧調整弁13と常時通気用微小溝8ｎとを封口部品装着部8ａに設けずに、封口部品10に設けることも出来る。加圧調整弁13と常時通気用微小溝8ｎとの機能を、封口部品頭部10ａの内部に設けるために以下の構造とする。封口部品頭部10ａに、圧力調整弁軸16を装着するための圧力調整弁軸装着部10ｋを設ける。圧力調整弁軸装着部10ｋには、封口部品頭部10ａの上下両端面に円板状の凹部10ｌを、凹部10ｌの間に封口部品10と一体成型された薄肉弁10ｎを、薄肉弁10ｎの中心に圧力調整弁中心軸16ｂより大径の貫通穴10ｍを設ける。薄肉弁10ｎは、フランジ部16ａの封口面に押圧される。薄肉弁10ｎを封口部品10と一体成型しないリング状の薄肉弁とし、圧力調整弁軸装着部10ｋに気密に装着してもよい。圧力調整弁軸16は、フランジ部16ａと中心軸16ｂとで構成される。リング状防爆フィルター12は、フランジ部16ａが圧力調整弁軸装着部10ｋに気密に装着されるように中心軸16ｂに固着される。また、フランジ部16ａの薄肉弁10ｎとの封口面の外周にリング状溝16ｄを、前記の封口面の一部に複数の常時通気用微小溝16ｎを、また、リング状溝16ｄと排気室8ｄを接続する通気用穴16ｅを設ける。通気用穴16ｅは、排気絞り用細幅縦溝8ｉを経由したガスが流入するように配置する。圧力調整弁軸16の材質は、外部スパークによる封口弁装着部8ａの引火・爆発を防止するため合成樹脂等の非導電材とする。薄肉弁10ｎは、封口部品装着部8ａの圧力が減圧時はフランジ部16ａに気密に押圧され、加圧時には外側に変形する。これにより開閉弁圧以上の内部発生ガスは、通気用穴16ｅよりリング状溝16ｄ、薄肉弁10ｎとフランジ部16ａとの間の空隙、貫通穴10ｍ、リング状防爆フィルター12を経由して外部へ排出される。この構造は、封口部品装着部8ａの形状が単純化され成型金型費用が削減されるとともに、排気室8ｄの面積をより多く確保できるので凝縮・結露能力が向上し、電解液中の水分消失量が減少する効果がある。（図８参照）
ｐ）前記の第七の発明の構成において封口部品10に注液口10ｈを設けない場合は、前記の第一の装着状態と前記の第二の装着状態とを選択的に維持出来ず、封口部品10の装着と封口は同義となり、前記のコスト配分の最適化によるトータルコストダウンという共通効果と封口部品10を脱着せずに補水可能という個別効果は無いが、これら以外の効果はすべて可能である。この場合は注液口10ｈを封口する柱状部8ｇは当然不要である。また、封口部品装着部8ａの形状も封口部品10の回動を考慮しない長方形にすることが出来るので、排気室8ｄの面積拡大により凝縮・結露能力を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００２４】
２）制御弁付の始動用鉛蓄電池（２）
前記の常時通気可能な微小通気路（常時通気用微小溝8ｎ）を持たない前記の第二・第三・第五・第六・第七の発明を採用した制御弁付の液式の始動用鉛蓄電池に対する実施例を以下に記載する。本実施例は、常時通気用微小溝8ｎが無く電池セル隔壁8ｂが一部異なること以外は実施例１の封口構造であるので、同一構成の部分については説明を省略し、異なる構成の部分についてのみ記載する。（図１、２、５参照）
【００２５】
本実施例では常時通気用微小溝8ｎが無いため、電池セルは加圧制御弁13毎に密封されている。このため以下に記載するように、鉛蓄電池がさらに長寿命化される長所と電槽が変形し易い短所とがあり、短所には以下に記載する対策を採る。
ａ）長所は、電池セルが加圧制御弁13で密封されているため電解液の減液がさらに抑制され長寿命化されるだけでなく、減液して極板が露出しても制御弁式鉛蓄電池として動作することになり、 前記「特許文献２  特開２００３−１４２１４８  鉛蓄電池」に示すように大幅に長寿命化される。電解液の凝縮・結露用の排気室を持つ本実施例の鉛蓄電池は、これを持たない前記特許文献２の鉛蓄電池よりさらに電解液の減液が抑制され長寿命化されている。
ｂ）第一の短所は、保管期間中に発生する内部減圧に対応できず前記「特許文献４  特許４２２４７６２  制御弁式鉛蓄電池」に記載されている様に電槽が変形したり亀裂したりし、電解液の漏洩や性能（放電能力・寿命）低下の危険性があることである。電槽化成後の鉛蓄電池内は、水蒸気及び電解液ミスト並びに正・負極板で発生した酸素ガス・水素ガスの分圧が高くこの状態で封口（密封）すると、保管期間中に酸素ガスは負極に吸収され、水素ガスは電槽等を透過して外部に放出され、水蒸気・電解液ミストは凝縮する。したがって、保管期間中に鉛蓄電池内は減圧され、電槽の外壁のクリープ変形による亀裂発生・電解液漏洩や、電池セル隔壁変形によるセパレーターの非可逆変形による性能低下の原因となる場合がある。対策としては、封口（密封）前に鉛蓄電池内の空間を窒素ガス置換し保管中の減圧を防止する。本実施例の場合、前記圧力制御弁が装着されていない十分な口径の注液口10ｈが各電池セルに開口しているので、ここに窒素ガス用ノズルを挿入すれば十分なレベルの窒素ガス置換が容易に出来る。その後に封口部品10を半回転して封口する。ノズルは先端部の側方に開口し、窒素ガスを側方に噴出して電解液に直接吹き付けない。
ｃ）第二の短所は、電池セルの内圧が大気圧に収束せず、封口部品10が共通でない電池セルの間に、加圧制御弁13間の開閉圧力のバラツキによる差圧が発生し継続することである。この差圧は小さいが受圧面積が大きいため、極板群に群圧をかけず電槽ケース部の電池セル隔壁が極板群で反発支持されない場合は、前記隔壁が一方に大きく変形する可能性がある。前記隔壁が大きく変形すると電池セルの容積変化により電解液面が一方は高く他方は低くなり、電解液の溢液やストラップ腐食等を発生する危険がある。これに対しては、前記の第五又は／及び前記の第六の発明による対策を実施する。
ｄ）前記第五の発明により、前記不具合を防止しながらコストダウンと重量軽減を図る。また、加圧調整弁13が共通でない前記隔壁の両面には、複数の細幅薄形縦溝を設けて前記隔壁と極板が密着しても電解液の通路が確保できる様にした方がよい。
ｅ）前記第六の発明により、前記第五の発明と同様に前記不具合を防止しながらコストダウンと重量軽減を図る。前記第五と前記第六の発明による対策を並行実施してもよい。前記微小通気口の面積は前記ガス流入口8ｆの面積の１０％以下とする方が良い。前記微小通気口は隣接する電池セルの圧力を同圧に収束させるためのものであり、高圧側の電池セルで発生したガスのほとんどを自己の排気室８ｄへ流入させ、凝縮し結露させて水分と電解液を還流させる。全ての電池セルは、封口弁10と前記微小通気口により連通しているので、最終的に同一圧力に収束する。前記微小通気口の面積を大きくすると高圧側の電池セルから低圧側に発生ガスが直接多量に流入し、前記隔壁の変形はなくても最終的に電解液量の不均衡による電解液面の不均衡が発生するので避けなければならない。この方法は、電槽ケースの仕様変更が不要で電槽蓋の仕様変更のみとなり、このための新たな成形金型費用が発生しない利点がある。
ｆ）以上により製品在庫・流通・保管・使用中のいずれの段階においても、電槽の外壁と電池セル隔壁の変形が抑制される制御弁付の始動用鉛蓄電池となり電槽の塑性変形による前記不具合と亀裂による電解液漏出が防止される。これにより、電槽の材質を安価な材質とし肉厚を薄くすることが出来るので、鉛蓄電池の重量軽減とコストダウンに有効である。また、制御弁式又は制御弁付の始動用鉛蓄電池に従来必要であった保管中の内圧変化による電槽の塑性変形を防止するための前記保守業務が不要となり、製品の在庫・流通・保管、特に輸出入において受け入れ側の設備負担と保管コストの削減に効果が大きい。また、本実施例の始動用鉛蓄電池は、実施例１とほぼ同様のコストで実施例１より大幅に寿命延長された制御弁付の始動用鉛蓄電池となる。また、この構成は始動用鉛蓄電池以外の鉛蓄電池にも適用可能である。
ｇ）以上は加圧調整弁13を前記共通とした場合であるが、実施例１と同じく封口弁装着部8ａの内部を電池セル毎に分離し、加圧調整弁装着部8ｊを電池セル毎に設けてもよい。この場合は、電池セル毎に密封状態となるので、前記電池セル隔壁に前記微小通気口を設けたほうがよい。（図６参照）
ｈ）前記の第七の発明の構成において封口部品10に注液口10ｈを設けない場合については、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００２６】
３）制御弁付の始動用鉛蓄電池（３）
前記の第二・第三・第五・第六・第七の発明を採用した制御弁付の液式の始動用鉛蓄電池に対する実施例を以下に記載する。本実施例は実施例２の封口構造とほぼ同様であるが、前記共通の制御弁装着部が２箇所となり前記加圧制御弁と前記減圧制御弁が装着される。また、前記の第二の装着状態で注液口10ｈが前記制御弁装着部の上方に位置しガス排出口ともなるので、前記共通のガス排出口10ｊが無いことも異なる。また、電槽化成後の前記窒素ガス置換は行わない。（図３〜５参照）
各構成要素の構成と作用は以下の通りであり、実施例２と同様の場合は説明を簡略化又は省略する。
【００２７】
ａ）本実施例の注液口封口構造以外は前記の従来の始動用鉛蓄電池のもので、６電池セルのモノブロック式合成樹脂製電槽に正・負極板とセパレーターが内蔵されており電槽蓋が熱融着され外部端子が形成される。本実施例でも、電槽蓋に設けた注液口封口構造関連についてのみ詳述する。
ｂ）封口部品装着部8ａは、図４に示すように前記制御弁装着部が加圧制御弁装着部8ｊと減圧制御弁装着部8ｔの２箇所となり、注液口8ｈと制御弁装着部8ｊ、8ｔとの位置関係が回動に対応する位置とする以外は実施例２とほぼ同様である。
ただし、封口用柱状部8ｇが無く、加圧制御弁装着部8ｊには常時通気用溝8ｎを設けない。
ｃ）防爆用フィルター12を気密に圧入した加圧制御弁13を加圧制御弁装着部8ｊに、減圧制御弁14を減圧制御弁装着部8ｔに気密に圧入する。開閉弁圧は、双方とも大気圧より5〜15ｋＰａとする。減圧制御弁14も、合成ゴム又は熱可塑性エラストマー又は合成樹脂等の弾性体で作られ、円筒状部14ａと筒状弁14ｂで構成され、筒状弁14ｂの中心にガス放出口14ｃを持つ。筒状弁14ｂの封口面の貼り付きが懸念される場合には、封口面にシリコンオイル又はグリス等のシール剤を塗布する方がよい。または、フッ素樹脂等のコーティングをしてもよい。
ｄ）キャップ状の封口部品10は、注液口10ｈが通気口ともなるためガス放出口10ｊが無いこと以外は実施例２と同一である。
ｅ）注液方法及び電槽化成及び必要な場合の電解液の濃度と液量の調整並びに封口方法は、電槽化成後の前記窒素ガス置換を行わないことを除き実施例２と同様である。ただし、第二の装着状態において注液口10ｈは加圧制御弁装着部8ｊと減圧制御弁装着部8ｔの上方に位置する。
ｆ）以上により、内部発生ガスは加圧制御弁装着部8ｊの注液口10ｈより外部に放出され、内部減圧に対しては減圧制御弁14の筒状弁14ｂが拡大し注液口10ｈから吸気口14ｃを経由して外部空気を吸入するので、加圧や減圧によって電槽が塑性変形することは無い。
ｇ）圧力調整弁間の開閉圧力のバラツキによる差圧に対しては、実施例２と同様に第五又は／及び第六の発明による対策を実施する。
ｈ）以上により、本実施例の効果は実施例２と同一となる。
ｉ）図３に示すように注液口10ｈに共通の連続シート15を貼付すれば、電池周辺の気流による影響が無くなり水分消失量が削減されるとともに、注液口10ｈ内への塵芥の沈積も無くなる。通気経路を確保するため、連続シートへの接着剤は斜線部のみとする。
ｊ）以上は加圧調整弁13と減圧調整弁14とを前記共通とした場合であるが、実施例１と同じく封口部品装着部8ａの内部を電池セル毎に分離し、加圧調整弁装着部8ｊと減圧調整弁装着部8ｔとを電池セル毎に設けてもよい。この場合は、電池セル毎に密封状態となるので、電池セル隔壁に前記微小通気口を設けたほうがよい。（図７参照）
ｋ）前記の第八の発明を採用し、加圧調整弁13と減圧調整弁14を封口部品装着部8ａに設けず封口部品10に設けることも出来る。減圧調整弁14の機能を封口部品頭部10ａの内部に設けるために以下の構造とする。加圧調整弁13については実施例１と同様である。封口部品頭部10ａに圧力調整弁軸16を装着する圧力調整弁軸装着部10ｋを設ける。圧力調整弁軸装着部10ｋには、封口部品頭部10ａの上下両端面に円板状の凹部10ｌを、凹部10ｌの間に封口部品10と一体成型された薄肉弁10ｎを、薄肉弁10ｎの中心に圧力調整弁中心軸16ｂより大径の貫通穴10ｍを設ける。薄肉弁10ｎは、フランジ部16ａの封口面に押圧される。薄肉弁10ｎを封口部品10と一体成型しないリング状の薄肉弁とし、圧力調整弁軸装着部10ｋに気密に装着してもよい。圧力調整弁軸16は、フランジ部16ａ及び中心軸16ｂ並びにリング部16ｃで構成され、リング部16ｃは圧力調整弁軸16が圧力調整弁軸装着部10ｋに気密に装着されるように中心軸16ｂに固着される。また、フランジ部16ａには通気用切り欠き部16ｆを、中心軸16ｂには通気用縦溝16ｇを設ける。通気用縦溝16ｇの代わりにリング部16ｃに通気用穴16ｅを設けてもよい。通気用縦溝16ｇ又は通気用穴16ｅは、外部空気が排気絞り用細幅縦溝8ｉを経由して排気室8ｄに流入するように配置する。リング部16ｃを防爆フィルター12とした場合は、通気用縦溝16ｇ又は通気用穴16ｅのいずれも設けない。圧力調整弁軸16の材質は、外部スパークによる封口弁装着部8ａの引火・爆発を防止するため合成樹脂等の非導電材とする。薄肉弁10ｎは、封口部品装着部8ａの圧力が大気圧より高いときはフランジ部16ａに気密に押圧され、減圧時には内側に変形し通気用切り欠き部16ｆより薄肉弁10ｎとフランジ部16ａの空隙、貫通穴10ｍ、通気用縦溝16ｇを経由して外部より吸気する。この構造は、加圧調整弁13を封口部品10に設ける場合と同様に、封口部品装着部8ａの形状が単純化され成型金型費用が削減されるとともに、排気室8ｄの面積をより多く確保できるので凝縮・結露能力が向上し電解液中の水分消失量が減少する効果がある。（図９参照）
ｌ）前記の第七の発明の構成において封口部品10に注液口10ｈを設けない場合については、実施例１と同様である。ただし、封口部品10の加圧制御弁装着部8ｊに対応する位置にガス放出口を設け、減圧制御弁装着部8ｔに対応する位置に空気吸入口を設ける。
なお、本実施例の構成は、制御弁付の始動用鉛蓄電池だけでなく、他の制御弁式鉛蓄電池に対しても適用でき、同様の効果がある。
【実施例４】
【００２８】
４）制御弁付の即用式鉛蓄電池（１）
実施例２の封口構造を採用した制御弁付の液式の即用式鉛蓄電池に対する実施例を以下に記載する。本実施例は実施例２と同様の封口構造であるが、製造工程・流通・保管の方法が一部異なる。実施例２と同様の場合は説明を簡略化又は省略する。（図１、２、５参照）
【００２９】
ａ）電槽化成までの製造工程は、実施例２と同様である。電槽化成後に注液口より電解液を排出し、前記窒素ガス置換を実施後に封口部品10を半回転して封口する。製品在庫・流通・保管はこの状態で行い、使用前に封口部品10を半回転して開口し、所定の電解液を注液後に再度半回転して封口し完成品とする。これにより従来必要であった電槽変形防止のための保管中の前記保守業務が不要となるだけでなく、前記液栓の別途添付や脱着作業も不要となり使用前の注液作業が非常に簡略化される。
ｂ）鉛蓄電池の長寿命化効果を含め、製品在庫・流通・保管・使用中の内圧変化への対応とその効果は、実施例２と同様である。
ｃ）ガス排出口10ｊ共通の連続シート15についても実施例２と同様である。
ｄ）実施例２と同じく封口部品装着部8ａの内部を電池セル毎に分離してもよい。（図６参照）
ｅ）加圧調整弁13等を封口部品10に設ける場合は、実施例２と同様である。
ｆ）前記の第七の発明の構成においてを採用せず封口部品10に注液口10ｈを設けない場合については、実施例２と同様である。
【実施例５】
【００３０】
５）制御弁付の即用式鉛蓄電池（２）
実施例３の封口構造を採用した制御弁付の液式の即用式鉛蓄電池に対する実施例を以下に記載する。本実施例は実施例３と同様の封口構造であるが、製造工程・流通・保管の方法が一部異なる。実施例３と同様の場合は説明を簡略化又は省略する。（図３〜５参照）
【００３１】
ａ）電槽化成までの製造工程は、実施例３と同様である。電槽化成後に前記窒素ガス置換を行わないことを除けば、実施例４と同様である。
ｂ）鉛蓄電池の長寿命化効果を含め、製品在庫・流通・保管・使用中の内圧変化への対応とその効果は、実施例３と同様である。
ｃ）注液口10ｈ共通の連続シート15についても実施例３と同様である。
ｄ）加圧調整弁13等を封口部品10に設ける場合は、実施例３と同様である。
ｅ）前記の第七の発明の構成において封口部品10に注液口10ｈを設けない場合については、実施例３と同様である。
【実施例６】
【００３２】
６）制御弁式鉛蓄電池  
従来の負極吸収式の制御弁式鉛蓄電池は、注液口を各電池セルに設け、加圧制御弁で各々を封口（密封）するとともに前記加圧制御弁押さえ蓋を電槽蓋に固定するか前記加圧制御弁付液栓で封口（密封）するので、保管中の前記保守業務が必要である。前記「特許文献４  特許４２２４７６２  制御弁式鉛蓄電池」の加圧・減圧兼用制御弁により保管中の前記保守業務を不要としたものもある。これらの短所は、前記液栓で封口する場合は極板より上部の高さを低く出来ず鉛蓄電池の小型化には限界があり、前記制御弁で封口する場合は前記押さえ蓋のため注液が事実上出来ないことにある。これに対し、実施例２又は実施例３とほぼ同様の封口構造を採用した制御弁式鉛蓄電池に対する実施例を以下に記載する。実施例２又は実施例３と同様の場合は説明を簡略化又は省略する。（図１〜５参照）
【００３３】
ａ）制御弁式鉛蓄電池の封口構造以外は従来のもので、６電池セルのモノブロック式合成樹脂製電槽に正負極板とセパレーターが内蔵されており電槽蓋が熱融着され外部端子が形成される。本実施例でも、電槽蓋に設けた封口構造関連についてのみ詳述する。
ｂ）封口部品装着部8ａは、実施例２又は実施例３とほぼ同様であるが、電解液量が抑制されているため下側筒状部8ｑは不要である。また、排気室8ｄへ流入した水蒸気は凝縮し結露した後に各電池セルに還流するので、水蒸気分圧による加圧制御弁への加圧が小さくなり開弁確率が低下し、従来の排気室8ｄの無い制御弁式鉛蓄電池より水分消失量は抑制され、長寿命化される。
ｃ）封口部品10は、実施例２又は実施例３と同様である。封口部品10は、タッピングネジ11で固定されており脱落することは無いので従来必要であった前記押さえ蓋は不要となり、前記押さえ蓋の電槽蓋への熱融着等の固定も不要となる。これによりコストダウンされるだけでなく、前記押さえ蓋のため従来出来なかった補水がいつでも可能となり鉛蓄電池の寿命延長が出来る。
ｄ）電池全体を覆う減圧用ノズルを電池載置台に押圧密封し電池内外を真空排気後、電解液を正負極板が完全に埋没するように注液し、次に、前記減圧用ノズル内を大気開放する。この注液方法によれば、正・負極板とセパレーター内の空気も含め電池内の空気が注液前にほぼ完全に排出され、その後に大気圧で電解液が正負極板・セパレーターに押し込まれる。これによって正・負極板とセパレーター内の電解液の浸透拡散の速度向上と気泡解消による均質化及び正・負極板やセパレーターの見掛け体積減少による注液可能量の増加並びに、正・負極板内及び電池セル間の化成ばらつきの減少による放電容量の安定化と鉛蓄電池の寿命改善等の効果がある。
ｅ）電解液注液後の電槽化成は充電電流を抑制した繰り返し充放電により電槽化成時の正・負極板から発生するガスを抑制した方式で行う。電槽化成後に電解液の濃度・液量を調整する。電槽化成中の発生ガスは注液口10ｈより外部に放出される。
ｆ）制御弁式鉛蓄電池は極板が一部露出しており、酸化防止のため密封状態での保管が必要である。密封された鉛蓄電池の内部で発生する加圧・減圧に対する対策とその効果は、実施例２、実施例３と同様である。ただし、極板群に所定の群圧が加えられる制御弁式鉛蓄電池は、電池セル隔壁が極板群で反発支持され電解液量も抑制されているため、前記の第五又は第六の発明による対策は不要である。
ｇ）以上により、保管中の前記保守業務が不要で小型化・重量削減・コストダウンが可能であり、かつ従来のいずれの制御弁式鉛蓄電池より電解液の減液が少なく長寿命な負極吸収式の制御弁式鉛蓄電池を提供できる。また、前記「特許文献２  特開２００３−１４２１４８  鉛蓄電池」に示すように、当初より電解液量を抑制せず十分な電解液量とすれば、当初は液式鉛蓄電池に電解液が減少すれば制御弁式鉛蓄電池になり、さらに長寿命化される。
ｈ）以上の構成には、水分を凝縮し結露させる電池セル毎の排気室8ｄが含まれているが、制御弁式鉛蓄電池には必須の構成条件ではなく、排気室8ｄが無くてもよい。ただし、電解液の水分消失量は従来の制御弁式鉛蓄電池と同程度なり、寿命延長効果は無い。
ｉ）実施例２の封口構造を採用した場合は、同じく封口部品装着部8ａの内部を電池セル毎に分離してもよい。（図６参照）
ｊ）加圧調整弁13等を封口部品10に設ける場合は、実施例２又は実施例３と同様である。
ｋ）前記の第七の発明の構成において封口部品10に注液口10ｈを設けない場合については、実施例２又は実施例３と同様である。
【実施例７】
【００３４】
７）２４Ｖ系又は３６Ｖ系の鉛蓄電池  
前記の第一〜第七の発明を採用した２４Ｖ系又は３６Ｖ系の鉛蓄電池は、格子状に配置され隣接する４個の電池セルに共通の封口部品10及び封口部品装着部8ａとなるところが１２Ｖ系の鉛蓄電池と異なる。前記外部通気口は、電池セル毎の外部通気口又は、隣接する２個の電池セルに共通の外部通気口又は、隣接する４個の電池セルに共通の外部通気口のいずれかとなる。ただし、電池セルの配置によっては隣接する２個の電池セルに共通の封口部品10及び封口部品装着部8ａも使用する。封口部品10及び封口部品装着部8ａの内部構造は、前記の鉛蓄電池の種類に応じて実施例１〜６とほぼ同様となるが、封口部品装着部8ａの電池セル当りの面積が半減するので、前記圧力制御弁は封口部品装着部8ａでなく封口部品10に設け、排気室8ｄの面積を確保したほうがよい。２４Ｖ系の鉛蓄電池に対する加圧制御弁13を封口部品10に設けた実施例の外観説明図を図１０にて示す。
【００３５】
８）実施例対比表
前記の実施例１〜７の対比を、以下に表で示す。
【００３６】
【表１】
2011159501.tif 000003
【符号の説明】
【００３７】
8        電槽蓋
8ａ      電槽蓋の封口部品装着部
8ｂ      電槽蓋の電池セル隔壁
8ｃ      封口部品装着部のタッピングネジ下穴
8d       封口部品装着部の排気室
8e       封口部品装着部の排気室隔壁
8f       封口部品装着部のガス流入口
8ｇ      封口部品装着部の封口用柱状部
8h       封口部品装着部の注液口
8ｉ      封口部品装着部の排気絞り用細幅縦溝
8ｊ      封口部品装着部の加圧制御弁装着部
8k       制御弁装着部の柱状突起部
8m       制御弁装着部の柱状突起部の円錐状封口面
8ｎ      制御弁装着部の柱状突起部の常時通気用微小溝
8ｐ      制御弁装着部の通気用縦溝
8ｑ      封口部品装着部の下側筒状部
8ｒ      下側筒状部の階段状の排出経路
8ｓ      下側筒状部の通気用スリット
8ｔ      封口部品装着部の減圧制御弁装着部
10       封口部品
10ａ     封口部品の頭部
10ｂ     封口部品の外周部の薄肉リブ
10ｃ     封口部品のタッピングネジ取り付け穴
10ｄ     封口部品の頭部の六角頭部
10ｈ     封口部品の注液口
10ｊ     封口部品のガス排出口
10ｋ     封口部品の減圧調整弁軸装着部
10ｌ     封口部品の減圧調整弁軸装着部の円板状凹部
10ｍ     封口部品の減圧調整弁軸装着部の貫通穴
10ｎ     封口部品の減圧調整弁軸装着部の薄肉弁
11       タッピングネジ
12       防爆用フィルター
13       加圧制御弁
13ａ     加圧制御弁の円筒状部
13ｂ     加圧制御弁の薄肉弁
13ｃ     加圧制御弁のガス放出口
14       減圧制御弁
14ａ     減圧制御弁の円筒状部
14ｂ     減圧制御弁の筒状弁
14ｃ     減圧制御弁の吸気口
15       ガス放出口用連続シール
16       減圧調整弁軸
16ａ     減圧調整弁軸のフランジ部
16ｂ     減圧調整弁軸の中心軸
16ｃ     減圧調整弁軸のリング部
16ｄ     減圧調整弁軸のフランジ部の通気用切り欠き部
16ｅ     減圧調整弁軸の中心軸の通気用縦溝
【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】
2011159501.tif 000008
【図６】
2011159501.tif 000009
【図７】
2011159501.tif 000010
【図８】
2011159501.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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