(57)【要約】【課題】静電気による放電火花が電池内部に侵入するのを防止し、電解ガスへの引火による破損のない鉛蓄電池を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の鉛蓄電池は、排気口を有した液口栓を装着した蓋と、前記排気口周囲の少なくとも一部に導電性を有した液口栓導電層と、前記蓋の少なくとも一部に導電性を有した蓋導電層とを備え、前記液口栓導電層と前記蓋導電層とが近接し、かつ前記蓋導電層と前記蓋に設けた端子とが近接することにより、電池外部で発生した放電火花の電池内部への侵入と、これによる電解ガスへの引火が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気口を有した液口栓を装着した蓋と、前記排気口周囲の少なくとも一部に導電性を有した液口栓導電層と、前記蓋の少なくとも一部に導電性を有した蓋導電層とを備え、前記液口栓導電層と前記蓋導電層とが近接し、かつ前記蓋導電層と前記蓋に設けた端子とが近接している鉛蓄電池。
【請求項２】
前記蓋導電層と前記端子の最近接距離が、１０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記端子が、負極端子であることを特徴とする請求項１〜２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記液口栓導電層が、前記液口栓の天面であることを特徴とする請求項１〜３に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記蓋導電層が、前記蓋の上側表面であることを特徴とする請求項１〜４に記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記液口栓導電層と前記蓋導電層の最近接距離が、３ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１〜５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、鉛蓄電池の樹脂部品に導電性を付与することにより、静電気による放電火花に起因する破損を防止する鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、過充電時に水の電気分解により水素ガス及び酸素ガスを発生し、電池内の空間に貯まる。通常、これらのガスは、しばらく放置することにより液口栓より大気中に拡散されるが、満充電直後、例えば走行直後等に火点があった場合、ガスに引火して破損に至る可能性がある。
【０００３】
破損の原因となる火点としては様々なものが考えられるが、その一つとして静電気がある。電池容器に使われる蓋、電槽、液口栓等は合成樹脂、例えばポリプロピレンは通常、表面抵抗率が１０13Ω／□以上であり、絶縁体であるため、帯電もしやすい。
【０００４】
静電気による破損は、静電気放電による火花が、液口栓外周部から、硫酸でウエット状態となり導電性の高くなっている電池内部に侵入する現象が起因しているものと考えられている。
【０００５】
上記対策として、特許文献１に、蓋等の成形時に導電性付与体を混合することにより、導電性樹脂とすることが示されている。これにより、放電火花は液口栓外周部から電池内部に侵入することなく導電性樹脂部に吸収されることがわかっている。
【０００６】
また、蓋上の外表面に導電性を有し、かつ液口栓周囲が開口した被覆体を設置し、同様の効果を持たせた鉛蓄電池が特許文献２に示されている。
【０００７】
その他に、特許文献３には、触媒栓において栓体を導電性樹脂とすることにより、放電火花の発生を抑制することが示されている。
【０００８】
上記から、静電気の放電火花が液口栓外周部から内部侵入することに起因する破損の防止対策として、鉛蓄電池用の蓋に導電性を付与することが有効である。
【特許文献１】特開昭５５−１３９７５６号公報
【特許文献２】特開平４−２６４３５５号公報
【特許文献３】特開昭６０−２５０５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の各文献に示された構成では、放電火花の侵入ルートとして考えられる排気口が、静電気対策としては無防備であり、排気口内部が硫酸でウエット状態となり導電性が高くなっている場合、これを経由して電池内部に侵入する可能性が考えられる。
【００１０】
これは、蓋等を成形時に導電性付与体を混合することにより導電性樹脂とする対策や、蓋上の外表面に導電性を有しかつ液口栓周囲が開口した被覆体を設置する対策の場合、液栓外周部は導電性部と隣接するため十分な効果が得られるが、液口栓中央付近にある排気口部は導電部から離れてしまうためである。
【００１１】
この対策としては、先述の触媒栓を導電性とした発明を、通常の液口栓にも適用することが考えられる。
【００１２】
上記により液口栓全体を導電性とした場合、液口栓外周部と排気口部はいずれも導電部と近接するため、電池外部で発生した放電火花は導電部に吸収される。
【００１３】
しかし、液口栓全体が導電性であった場合、吸収した放電火花が、逆に液口栓を伝って内部侵入するという課題を有していた。
【００１４】
また、液口栓のみを導電性とした場合、導電部と端子を近接させることができないため、蓋全体を導電性とした場合等と比べて、放電火花の流れ先がないことから吸収の効果が十分ではなく、液口栓を伝って内部侵入するという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、請求項１に記載される発明は、排気口を有した液口栓を装着した蓋と、前記排気口周囲の少なくとも一部に導電性を有した液口栓導電層と、前記蓋の少なくとも一部に導電性を有した蓋導電層とを備え、前記液口栓導電層と前記蓋導電層とが近接し、かつ前記蓋導電層と前記蓋に設けた端子とが近接している鉛蓄電池であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項２に記載される発明は、請求項１の鉛蓄電池において、前記蓋導電層と前記端子の最近接距離が、１０ｍｍ以内であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項３に記載される発明は、請求項１〜２の鉛蓄電池において、前記端子が、負極端子であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項４に記載される発明は、請求項１〜３の鉛蓄電池において、前記液口導電層が、前記液口栓の天面であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項５に記載される発明は、請求項１〜４の鉛蓄電池において、前記蓋の上側表面であることを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項６に記載される発明は、請求項１〜５の鉛蓄電池において、前記液口栓導電層と前記蓋導電層の最近接距離が、３ｍｍ以内であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、次のような効果を得ることができる。
【００２２】
請求項１に記載される発明は、排気口を有した液口栓を装着した蓋と、前記排気口周囲の少なくとも一部に導電性を有した液口栓導電層と、前記蓋の少なくとも一部に導電性を有した蓋導電層とを備え、前記液口栓導電層と前記蓋導電層とが近接し、かつ前記蓋導電層と前記蓋に設けた端子とが近接している鉛蓄電池であるため、液口栓外周部と排気口部はいずれも導電性が付与された部位と近接しており、前記排気口周囲で発生した放電火花についても、液口栓導電層で吸収し、蓋導電層に伝わり、蓋導電層と近接した正極端子、負極端子の少なくとも一方を経由して電池経路内に吸収させることを実現する。
【００２３】
また、請求項２に記載される発明は、前記蓋導電層と前記端子の最近接距離が、１０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池であるため、これより近接したものを採用することにより、この最近接距離間をより低抵抗とすることができるため、蓋導電層から端子に放電火花を伝える効果をより高めることができる。
【００２４】
また、請求項３に記載される発明は、前記端子が、負極端子であることを特徴とする請請求項１〜２記載の鉛蓄電池であるため、前記端子と近接する蓋導電層、及び前記蓋導電層と近接する液口栓導電層が負極として働くため、正極端子を採用した場合に正極として働くのと比べて、酸化による劣化を抑制することができる。
【００２５】
また、請求項４に記載される発明は、前記液口栓導電層が、前記液口栓の天面であることを特徴とする請求項１〜３記載の鉛蓄電池であるため、前記液口栓の天面より下側は導電性とはならず、前記液口栓導電層で吸収した放電火花が液口栓を伝って電池内部に侵入するのを、電池内部から離れた前記液口栓の天面で防止することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載される発明は、前記蓋導電層が、前記蓋の上側表面であることを特徴とする請求項１〜４記載の鉛蓄電池であるため、前記液口栓導電層で吸収した放電火花を、電池内部から離れた蓋上側表面にある前記蓋導電層より端子に伝えることから、前記蓋導電層より電池内部に侵入するのを防止することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載される発明は、前記液口栓導電層と前記蓋導電層の最近接距離が、３ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１〜５記載の鉛蓄電池であるため、これより近接したものを採用することにより、この最近接距離間をより低抵抗とすることができるため、前記液口栓導電層で吸収した放電火花を、前記蓋導電層に伝える効果をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した実施形態を詳細に説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態による鉛蓄電池を示す図である。
【００３０】
本発明の鉛蓄電池１は、蓋２に液口栓３を有し、かつ液口栓３には、電池内部１１のガスを大気に排出するための排気口４とその周囲に液口栓導電層５とを有している。液口栓導電層５は、液口栓３の電池外に露出した部分に存在する。液口栓導電層５を電池内部１１に露出した状態とすることは、静電気が液口栓３の電池内部１１側の先端部３ａに帯電し、電池内部１１で放電火花が発生するおそれがあるため、好ましくはない。
【００３１】
本発明の効果を得る上で、液口栓導電層５は、液口栓３の電池外に露出した天面に形成すればよく、液口栓３と蓋２の嵌合部６よりも電池内部１１側に設ける必要はない。また、蓋２に端子７と蓋導電層８を有し、かつ端子７と蓋導電層８は接触部９で接触している。
【００３２】
上記において、排気口４周辺で静電気による放電火花が発生した場合、液口栓３の外周部１０や排気口４から電池内部１１に侵入することなく、排気口４の周囲の液口栓導電層５に吸収させ、蓋導電層８に伝え、接触部９から端子７を経由して、極柱１２を介してセル（図示せず）に吸収させることができる。
【００３３】
（第２実施形態）
本発明の鉛蓄電池１３は、蓋１４に液口栓１５を有し、かつ液口栓１５には、電池内部２３のガスを大気中に排気するための排気口１６とその周囲に液口栓導電層１７を有している。
【００３４】
液口栓導電層１７は、液口栓１５の電池外に露出した部分に存在する。液口栓導電層１７を電池内部２３に露出した状態とすることは、静電気が液口栓１５の電池内部２３側の先端部１５ａに帯電し、電池内部２３で放電火花が発生するおそれがあるため、好ましくはない。
【００３５】
本発明の効果を得る上で、液口栓導電層１７は、液口栓１５の電池外に露出した天面に形成すればよく、液口栓１５と蓋１４の嵌合部１８よりも電池内部２３側に設ける必要はない。また、蓋１４に端子１９と蓋導電層２０を有し、かつ端子１９と蓋導電層２０は近接部２１で近接している。
【００３６】
上記において、近接部２１の最近接距離としては、１０ｍｍ以内を採用することできる。
【００３７】
上記において、前記近接部２１の最近接距離として、１０ｍｍ以内の、より近接したものを採用することにより、この最近接距離間をより低抵抗とすることができるため、蓋導電層２０から端子１９に放電火花を伝える効果をより高めることができる。
【００３８】
上記において、排気口１６周辺で静電気による放電火花が発生した場合、液口栓１５の外周部２２や排気口１６から電池内部２３に侵入することなく、排気口１６の周囲の液口栓導電層１７に吸収させ、蓋導電層２０に伝え、近接部２１付近で再び放電火花となって端子１９に伝え、さらに極柱２４を介してセル（図示せず）に吸収させることができる。
【００３９】
また、上記各実施形態において端子７，１９は、正極端子、負極端子のいずれであっても本発明の効果が得られるが、より好ましくは負極端子とする。
【００４０】
上記において、前記端子７，１９を負極端子とした場合、前記端子７，１９と接触もしくは近接する蓋導電層８，２０、及び前記蓋導電層８，２０と接触もしくは近接する液口栓導電層５，１７が負極となるため、これらが還元状態におかれることにより、これらの各導電層を正極端子に近接もしくは接触した場合に比べて、酸化による劣化を抑制することができる。
【００４１】
上記各実施形態において、液口栓導電層５，１７、蓋導電層８，２０の形成方法としては、導電性樹脂、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、その他金属やその合金といった金属分散系、カーボン分散系、導電性ポリマー分散系、導電性合成繊維、金属繊維、炭素繊維の分散系の少なくとも１種類と絶縁性樹脂の異材質成形を採用することができる。
【００４２】
上記各実施形態において、蓋導電層８，２０の形成方法としては、導電性樹脂、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、その他金属やその合金といった金属分散系、カーボン分散系、ポリピロール、ポリアニリンによる導電性ポリマー分散系、導電性合成繊維系、金属繊維系、炭素繊維系の少なくとも１種類による成形を採用することができる。
【００４３】
上記各実施形態において、液口栓導電層５，１７、蓋導電層８，２０の形成方法としては、導電性コーティング剤、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、その他金属やその合金といった金属、カーボン、導電性ポリマーによる、塗工系、金属蒸着系、酸化物蒸着系、メッキ系の少なくとも１種類による導電性コーティングを採用することができる。
【００４４】
上記各実施形態において、液口栓導電層５，１７、蓋導電層８，２０の形成方法としては、導電性ラベル、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、その他金属やその合金といった金属系、カーボン系、導電性ポリマー系の少なくとも１種類による導電性ラベル貼付を採用することができる。
【００４５】
上記各実施形態において、液口栓導電層５，１７、蓋導電層８，２０の形成方法としては、導電体部品、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、その他金属やその合金といった金属系、各種導電性フィラーを有する導電性樹脂系、カーボン系の少なくとも１種類を採用することができる。
【００４６】
上記各実施形態において、液口栓導電層５，１７、蓋導電層８，２０としては、表面抵抗率１０11Ω／□以下、望ましくは１０8Ω／□以下、さらに望ましくは１０6Ω／□以下のものを採用することができる。なお、蓋２，１４及び液口栓３，１５は、通常の１０13Ω／□以上の表面抵抗率を有した、ポリプロピレン樹脂材料を用いることができる。
【００４７】
上記において、前記液口栓導電層及び前記蓋導電層は、表面抵抗率１０11Ω／□以下で、望ましくは１０8Ω／□以下、さらに望ましくは１０6Ω／□以下のより低抵抗のものを採用することにより、放電火花の吸収効果をより高めることができる。
【００４８】
上記各実施形態において、液口栓導電層５，１７としては、前記液口栓の天面に採用することができる。
【００４９】
上記において、液口栓導電層５，１７として、前記液口栓の天面を採用することにより、前記液口栓の天面より下側は導電性とはならないため、前記液口栓導電層で吸収した放電火花が液口栓を伝って内部侵入するのを前記液口栓の天面で防止することができる。
【００５０】
上記各実施形態において、蓋導電層８，２０としては、蓋２，１４の上側表面を採用することができる。
【００５１】
上記において、前記蓋導電層８，２０として前記蓋２，１４の表面を採用することにより、前記液口栓導電層５，１７で吸収した放電火花を、電池内部から離れた蓋２，１４の上側表面にある前記蓋導電層８，２０より端子７，１９に伝えることから、前記蓋導電層８，２０より電池内部に侵入するのを防止することができる。
【００５２】
上記各実施形態において、液口栓導電層５と蓋導電層８、液口栓導電層１７と蓋導電層２０の最近接距離としては、３ｍｍ以内を採用することできる。
【００５３】
上記において、前記液口栓導電層５，１７及び前記蓋導電層８，２０の最近接距離として、３ｍｍ以内のより近接したものを採用することにより、この最近接距離間をより低抵抗とすることができるため、前記液口栓導電層５，１７で吸収した放電火花を、近接部より前記蓋導電層８，２０に伝える効果をより高めることができる。
【実施例】
【００５４】
以下の実施例により、本発明の効果を説明する。
【００５５】
以下に示す本発明例及び比較例の鉛蓄電池（ＪＩＳ  Ｄ５３０１における３４Ｂ１９Ｌ形始動用鉛蓄電池）電池を作成し、静電気による放電火花の発生を再現するために、静電気試験機により静電気印加を行い、排気口周辺で発生した放電火花の電池内部への侵入有無を目視により確認した。
【００５６】
（本発明例の電池Ａ１〜Ａ３）
本発明例の電池Ａ１〜Ａ３は図１に示した本発明の第１の実施形態の鉛蓄電池１に相当する。電池Ａ１、Ａ２、Ａ３は、表１に示すように、液口栓導電層５と蓋導電層８の距離ａが、それぞれ１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍに近接し、蓋導電層８と端子７は接触している。
【００５７】
（本発明例の電池Ｂ１〜Ｂ９）
本発明例の電池Ｂ１〜Ｂ９は、図２に示した本発明の第２の実施形態の鉛蓄電池１３に相当する。電池Ｂ１〜Ｂ９（鉛蓄電池１３）は、表１に示すように、液口栓導電層１７と蓋導電層２０の距離ｂが１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍに近接し、蓋導電２０と端子１９の距離ｃが５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍに近接している。
【００５８】
（比較例の電池Ｃ１〜Ｃ４）
比較例の電池Ｃ１〜Ｃ４は図３に示した鉛蓄電池２５に相当する。比較例の電池Ｃ１〜Ｃ４（鉛蓄電池２５）は、蓋２６に液口栓２７を有し、かつ液口栓２７には、電池内部のガスを大気に排気するための排気口２８を備えている。また、蓋２６に端子２９と蓋導電層３０を有し、かつ端子２９と蓋導電層３０の距離ｄが、表１に示したように、０ｍｍ（接触）、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍに近接している。電池Ｃは、導電層としては蓋導電層３０のみを有している。
【００５９】
（比較例の電池Ｄ）
比較例の電池Ｄは図４に示した鉛蓄電池３１に相当する。比較例の電池Ｄ（鉛蓄電池３１）は、蓋３２に液口栓３３を有し、かつ液口栓３３には、電池内部のガスを大気に排気するための排気口３４とその周囲に液口栓導電層３５を備えている。また、蓋３２に端子３７を有している。なお、電池Ｄは、導電層としては液口栓導電層３５のみを有している。
【００６０】
また各電池の液口栓導電層５，１７，３５、蓋導電層８，２０，３０には、５０μｍ厚のアルミ箔ラベルを用い、これらの表面抵抗率は１０3Ω／□であった。なお、各電池に用いた蓋２，１４，２６，３２及び液口栓３，１５，２７，３３はいずれもポリプロピレン樹脂からなり、これらの表面抵抗率は１０13Ω／□であった。
【００６１】
また各電池の液口栓導電層のアルミ箔ラベルには、排気口からのガス排気を妨げないよう排気口に対応する位置に排気口より外径が４ｍｍ大きい穴を設置した。
【００６２】
上記の各電池について、以下に示す条件で静電気印加試験を行った。
（１）試験温度：２４℃
（２）試験湿度：６３ＲＨ％
（３）印加条件：３０ｋＶを３秒間隔で１０回連続印加
【００６３】
静電気印加箇所は、液口栓天面の排気口側１ｍｍとし、放電火花の内部侵入が確認できるよう、電槽上部に内部観察用の窓を設けて放電火花の侵入有無を確認した。なお、同一電池について、１０回の静電気印加を行い、１０回の静電気印加中、放電火花が電池内部にまで侵入した回数を測定し、その確率（放電火花の内部侵入回数／１０）を放電火花内部侵入率として評価した。この率が低いほど、放電火花の内部侵入が抑制され、好ましい。
【００６４】
以上の静電気印加試験の結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2008235053.tif 000003
【００６６】
表１に示した結果から、本発明例の電池Ａ１〜Ａ３および電池Ｂ１〜Ｂ９では、電池外部で発生した静電気による放電火花の内部侵入を抑制できたのに対して、比較例の電池Ｃ１〜Ｃ４及び電池Ｄでは、放電火花の内部侵入を防止できなかった。
【００６７】
また、本発明例の電池Ｂ１〜Ｂ９の液口栓導電層と蓋導電層間の関係１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと、蓋導電層と端子間の関係５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍの各条件を比較した場合、それぞれ３ｍｍ以内と１０ｍｍ以内で放電火花内部侵入率が大きく減ることがわかった。
【００６８】
上記から、外部で発生した静電気による放電火花が電池内部に侵入するのを、より抑制するために、電池Ｂ１〜Ｂ９において、液口栓導電層と蓋導電層間の関係として３ｍｍ以内、蓋導電層と端子間の関係として１０ｍｍ以内とすることがより好ましい。
【００６９】
また、本発明例の電池Ａ１〜Ａ３および電池Ｂ１〜Ｂ９を比較した場合、蓋導電層と端子が、電池Ａ１〜Ａ３では接触しているのに対して、電池Ｂ１〜Ｂ９では５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍに近接しており、電池Ｂ１〜Ｂ９より電池Ａ１〜Ａ３の方が低抵抗となるため、放電火花の吸収効果も高くなると考えられ、放電火花内部侵入率が顕著に低くなった。
【００７０】
上記から、外部で発生した静電気による放電火花が電池内部に侵入するのを防止するには、本発明の第１の実施形態、及び第２の実施形態が、望ましくは本発明の第１の実施形態を採用することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上、本発明によれば、静電気による電解ガスへの引火による破損のない鉛蓄電池を提供することができ、様々な用途の鉛蓄電池の安全性向上に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池の断面を示す図
【図２】本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池の断面を示す図
【図３】比較例の鉛蓄電池の断面を示す図
【図４】他の比較例の鉛蓄電池の断面を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１      鉛蓄電池
２      蓋
３      液口栓
３ａ    先端部
４      排気口
５      液口栓導電層
６      嵌合部
７      端子
８      蓋導電層
９      接触部
１０    外周部
１１    電池内部
１２    極柱
１３    鉛蓄電池
１４    蓋
１５    液口栓
１５ａ  先端部
１６    排気口
１７    液口栓導電層
１８    嵌合部
１９    端子
２０    蓋導電層
２１    近接部
２２    外周部
２３    電池内部
２４    極柱
２５    鉛蓄電池
２６    蓋
２７    液口栓
２８    排気口
２９    端子
３０    蓋導電層
３１    鉛蓄電池
３２    蓋
３３    液口栓
３４    排気口
３５    液口栓導電層
３７    端子
【図１】
2008235053.tif 000004
【図２】
2008235053.tif 000005
【図３】
2008235053.tif 000006
【図４】
2008235053.tif 000007