(57)【要約】【課題】複数の単電池１を単電池間接続導体４を組み付けた組電池用蓋体２に取り付けることにより、これらの単電池１間の配線の手間を省き、各単電池１の不良にも容易に対処でき、設計の自由度も高くなる組電池を提供する。【解決手段】組電池用蓋体２に複数の単電池１が取り付けられると共に、これらの単電池１の極柱１ｃ，１ｃ間が、この組電池用蓋体２に埋め込まれた単電池間接続導体４を介して電気的に接続された構成とする。単電池１は、単電池電槽１ａの開口部がこの組電池用蓋体２によって封口されてもよいし、単電池１ごとの単電池用蓋体でそれぞれ封口されていてもよい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組電池用蓋体に複数の単電池が取り付けられると共に、
これらの単電池の端子間が、この組電池用蓋体に組み付けられた単電池間接続導体を介して電気的に接続されたことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記各単電池が、開口部を有する単電池電槽と、この単電池電槽に収納された発電要素とを備え、この単電池電槽の開口部が組電池用蓋体により封口されたことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記各単電池が、開口部を有する単電池電槽と、この単電池電槽に収納された発電要素と、この単電池電槽の開口部を封口する単電池用蓋体とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項４】
前記組電池用蓋体が、充放電時に各単電池から発生する気体を外部に放出するための排気通路を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池等の単電池を複数個組み合わせた組電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉛蓄電池は、上端が開口する方形箱型の樹脂製の電槽内を垂直なセル間隔壁によって等間隔に６箇所の電池セルに分割し、これらの各電池セルにそれぞれ発電要素を収納している（例えば、特許文献１参照。）。これらの各電池セルに収納された発電要素は、セパレータを介して交互に重なり合った複数枚ずつの正極板と負極板が上方の両側に配置された正極用と負極用のストラップにそれぞれ接続されている。そして、隣接する電池セルのストラップ同士も、セル間隔壁を介して順に直列に接続されている。また、一方の端の電池セルの正極用のストラップと他方の端の電池セルの負極用のストラップからは、それぞれ上方に向けて極柱が立設されている。
【０００３】
上記電槽は、上端開口部に蓋板が取り付けられて塞がれる（例えば、特許文献２参照。）。蓋板は、方形板状の樹脂製であり、下面に電槽の上端縁部と各セル間隔壁の上端縁部を封止して取り付けることにより各電池セルを分離して密閉する。ただし、これらの電池セルは開放型であるため、蓋板の各電池セルに対応する位置に開口孔が形成されると共に、これらの開口孔にそれぞれ液栓が螺着され、この液栓の排気口を通して各電池セル内が外部に通じるようになっている。もっとも、各電池セルを密閉型とし、この蓋板に液栓に代えて安全弁を設けたものも従来からある。この蓋板の両端部には、正極端子と負極端子が取り付けられ、電槽の両端の電池セルのストラップから立設された極柱がそれぞれ接続されるようになっている。これらの正極端子と負極端子は、それぞれ外部との接続のために蓋板から上方に突出すると共に、基部が蓋板にインサート成形によって埋め込まれ、これらの基部に極柱が溶接等により接続されることになる。
【０００４】
上記鉛蓄電池は、１個の電槽内をセル間隔壁で６箇所の電池セルに分割したものであるが、各電池セルに代えて独立した６個の単電池を組み合わせて組電池としたものも従来からあった（例えば、特願２００１−３０７１３０参照。）。各単電池は、円筒容器状の単電池電槽内に巻回型の発電要素を収納して単電池とし、この単電池電槽の上端開口部に円板状の蓋板を取り付けて封口したものであり、内部の発電要素の正極板と負極板に接続された正極端子と負極端子がこの蓋板を封止貫通して上方に突出している。なお、この単電池は、実際には、樹脂製の単電池電槽と蓋板をアルミニウム合金製の円筒形の外装缶で覆って保護している。また、この単電池は、密閉型の鉛蓄電池を示し、蓋板部分に安全弁が設けられている。ただし、各単電池を開放型の鉛蓄電池とし、蓋板部分に液栓を設けるようにすることも可能である。
【０００５】
上記のようにして単体の電池として構成された６個の単電池は、２行３列に並べられて円筒状の下端部が下枠板上の凹部にそれぞれ嵌入されると共に、上端部に上枠板が嵌め込まれる。そして、下枠板と上枠板は、周囲を複数本の連結棒で連結固定される。また、各単電池の正極端子と負極端子が直列に配線されて、上枠板に取り付けられた組電池の正極端子と負極端子に接続される。なお、例えば上枠板に各単電池の円筒状の上端部をそれぞれ嵌め込み固定する凹部を設けるようにして、下枠板や連結棒を使用せずに、この上枠板だけで６個の単電池を支持するようにすることもできる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３１３３１０号公報（第３図）
【特許文献２】
特開２００２−３５２７８０号公報（第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１や特許文献２に示した鉛蓄電池の組電池は、セル間隔壁で分割した各電池セルが、中央部に配置されるものほど放熱効率が悪くなり、充放電に伴って温度が上昇するために、電池特性にバラツキが生じたり電池寿命が短縮されるという問題があった。
【０００８】
また、電槽内をセル間隔壁で分割する代わりに、樹脂板に間隔をあけて深い窪みを６箇所形成し、これらの窪みを電池セルとするようにした場合には、各電池セルの外壁間に適宜な隙間が形成されるので、中央部に配置された電池セルだけが特に放熱効率が悪くなるのを防止することができる。しかしながら、このような電槽では、電池セル間の間隔が樹脂板の成形時に固定されるために、各電池セルの使用時における発熱量や放熱効率に応じてこれらの電池セル間の間隔を調整することができず、組電池のスペース効率を高めることができないという問題が生じる。
【０００９】
しかも、各電池セルは、製造時にある程度の割合で不良が発生するのを避けることができないので、上記いずれの従来例の場合にも、電槽が一体化されていることから、組電池としての不良の発生率も６倍に上昇し、歩留りが悪くなるという問題もあった。
【００１０】
さらに、６個の鉛蓄電池の単電池を上枠板等で支持して組み合わせた組電池は、各単電池の端子間に配線を施すために、組み立て工数が増加するという問題があった。
【００１１】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、複数の単電池を単電池間接続導体を組み付けた組電池用蓋体に取り付けることにより、これらの単電池間の配線の手間を省き、各単電池の不良にも容易に対処でき、設計の自由度も高くなる組電池を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の組電池は、組電池用蓋体に複数の単電池が取り付けられると共に、これらの単電池の端子間が、この組電池用蓋体に組み付けられた単電池間接続導体を介して電気的に接続されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によれば、複数の単電池の端子間が組電池用蓋体に組み付けられた単電池間接続導体によって接続されるので、この組電池用蓋体上で別途単電池間の配線を行う必要がなくなり、組電池の組み立て作業工程の生産性を向上させることができるようになる。しかも、一部の単電池に不良が発生した場合にも、この単電池を交換するだけで組電池全体が不良になるのを避けることができるようになり、歩留りを向上させることもできる。また、各単電池は、単電池電槽がぞれぞれ独立しているので、これらの単電池電槽を間隔をあけて配置することにより、単電池の配置位置による放熱効率の相違をほとんどなくし、電池特性の均一化を図ると共に、一部の単電池の電池寿命が短縮されることによる寿命性能の低下を防止することもできるようになる。さらに、取り付け部の配置が異なる組電池用蓋体に切り替えるだけで、各単電池の配置を容易に変更することができるので、単電池の使用時の発熱量や放熱効率に応じて、これらの単電池の間隔を調整することにより、用途等に応じてスペース効率が最適となる組電池を製造することもできるようになる。
【００１４】
請求項２の組電池は、前記各単電池が、開口部を有する単電池電槽と、この単電池電槽に収納された発電要素とを備え、この単電池電槽の開口部が組電池用蓋体により封口されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明によれば、単電池電槽が開口した複数の単電池が１枚の組電池用蓋体にそれぞれ封口して取り付けられるので、各単電池ごとに蓋体を取り付ける必要がなくなり、部品点数や組み立て工数を削減することができるようになる。
【００１６】
請求項３の組電池は、前記各単電池が、開口部を有する単電池電槽と、この単電池電槽に収納された発電要素と、この単電池電槽の開口部を封口する単電池用蓋体とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明によれば、各単電池が単電池電槽の開口部を単電池用蓋体により封口されているので、組電池の組み立て作業時の取り扱いが容易となるだけでなく、組電池用蓋体から不良となった単電池だけを取り外して交換することも容易となる。
【００１８】
請求項４の組電池は、前記組電池用蓋体が、充放電時に各単電池から発生する気体を外部に放出するための排気通路を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明によれば、各単電池から発生する気体が組電池用蓋体の排気通路を通って外部に排出されるので、この気体が不用意な場所から漏れ出すのを防止したり、まとめて処理を行ってから外部に排出することができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１〜図２は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は組電池用蓋体の下方に６個の単電池を配置した組電池の組み立て斜視図、図２は組電池の構造を示す縦断面組み立て図である。
【００２２】
本実施形態は、円筒状の単電池電槽に発電要素を収納した単電池を２行３列に並べて配置する鉛蓄電池の組電池について説明する。図１に示すように、各単電池１は、単電池電槽１ａ内に発電要素１ｂを収納している。単電池電槽１ａは、樹脂を円筒容器状に成形したものである。ただし、樹脂製の単電池電槽１ａだけでは、外部からの衝撃等に対する強度が不足する場合には、この単電池電槽１ａを例えばアルミニウム合金製の円筒容器で覆うようにすることもできる。発電要素１ｂは、帯状の正極板と負極板を円柱状に巻回した巻回型のものであり、上端面からは、正極板に接続された正極側の極柱１ｃと負極板に接続された負極側の極柱１ｃとが１本ずつ上方に向けて突設されている。また、これらの極柱１ｃ，１ｃは、上端部が単電池電槽１ａの上端開口部よりも上方に突出している。各極柱１ｃは、発電要素１ｂの正極板又は負極板に接続された鉛合金からなる棒体であり、単電池１の正負極の端子となるものである。
【００２３】
本実施形態の組電池は、上記単電池１を６個直列に接続して用いる。これらの単電池１は、組電池用蓋体２の下方で、単電池電槽１ａの周側面間に少し隙間をあけて２行３列に配置される。組電池用蓋体２は、樹脂を方形の厚板状に成形したものであり、下面に６箇所の円形の凹部２ａが形成されている。これらの凹部２ａは、６個の単電池１と同様に、少し隙間をあけて２行３列に形成されている。そして、各単電池１は、単電池電槽１ａの上端部を下方からこれらの各凹部２ａに嵌入し、熱溶着や接着、圧入等の方法で封止して取り付けられる。従って、各単電池１は、単電池電槽１ａの上端開口部が組電池用蓋体２の凹部２ａによって塞がれて封口される。
【００２４】
上記組電池用蓋体２には、図２に示すように、各凹部２ａごとに、この凹部２ａの底面の中央部から組電池用蓋体２の上面に通じる排気路を形成する排気筒２ｂが形成され、これらの各排気筒２ｂには上方からゴム質のキャップ弁３がそれぞれ嵌め込まれる。従って、各単電池１は、密閉型となり、通常時はキャップ弁３の弾性によって排気筒２ｂの排気路が塞がれるが、単電池電槽１ａの内部でガスが発生した場合には、キャップ弁３を押し広げて組電池用蓋体２の上方にこのガスを排出することができるようになる。なお、実際には、組電池用蓋体２に各単電池１と取り付けて、各単電池電槽１ａ内に排気筒２ｂから電解液を注入した後に、このキャップ弁３が排気筒２ｂに嵌め込まれることになる。
【００２５】
上記組電池用蓋体２には、各凹部２ａ間を跨ぐように５個の単電池間接続導体４がインサート成形によって埋め込まれている。各単電池間接続導体４は、鉛合金製の棒状の両端部に厚肉の筒部を形成したものであり、これらの筒部の中央の貫通孔が組電池用蓋体２の下面の凹部２ａ内に開口すると共に、上面にも開口するようになっている。また、この組電池用蓋体２の両端にある２箇所の凹部２ａ，２ａの端部には、それぞれ組電池用端子５，５がインサート成形によって埋め込まれている。組電池用端子５は、単電池間接続導体４の場合と同様の構成の筒部の側方に円錐台形状の外部接続部が形成された鉛合金製の端子であり、筒部が組電池用蓋体２に埋め込まれると共に、外部接続部が組電池用蓋体２の上面からさらに上方に突出するようになっている。そして、組電池用蓋体２の各凹部２ａに単電池１の単電池電槽１ａの上端部を取り付けたときに、各単電池１の２本の極柱１ｃ，１ｃがこれらの単電池間接続導体４又は組電池用端子５の筒部の貫通孔に嵌合するようになっている。また、これらの極柱１ｃ，１ｃは、筒部の貫通孔に嵌合した状態で溶接等により単電池間接続導体４に接続固着され、この際に貫通孔も完全に封止される。なお、本実施形態では、６個の単電池１は、５個の単電池間接続導体４により直列に接続されることになる。
【００２６】
上記構成によれば、各単電池１を１枚の組電池用蓋体２の下方にそれぞれ封口して取り付けて、極柱１ｃ，１ｃを単電池間接続導体４や組電池用端子５に接続するだけで、これら６個の単電池１を直列に接続することができるので、各単電池１間の配線を別途行う必要がなくなる。また、この組電池用蓋体２が各単電池１の単電池電槽１ａの上端開口部を封口するので、各単電池１ごとに個別に蓋板を設けて取り付ける必要がなくなる。しかも、一部の単電池１に不良が発生していたとしても、この単電池１を交換するだけで組電池全体が不良になるのを避けることができる。さらに、各単電池１の配置は、組電池用蓋体２の凹部２ａの配置によって決まるので、この凹部２ａの配置が異なる組電池用蓋体２に切り替えるだけで、単電池電槽１ａ間の隙間を任意に調整することができ、単電池１の配置自体も任意に変更することができるようになる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、組電池用蓋体２の上面に単電池間接続導体４の筒部の上端部や排気筒２ｂに嵌めたキャップ弁３が露出するので、図２に示す樹脂等からなるカバー６をこの組電池用蓋体２の上に取り付けるようにしてもよい。このようなカバー６を取り付けると、組電池用蓋体２の上面に露出した単電池間接続導体４の筒部を覆い隠して、組電池用端子５，５のみを突出させることができるので、安全性を高めると共に見栄えを良くすることができる。しかも、キャップ弁３が排気筒２ｂから抜けて上方に外れるのを防止することもできるようになる。ただし、単電池間接続導体４が組電池用蓋体２の上面に露出しないように埋め込んだり、キャップ弁３を上方から支持するようにすれば、このようなカバー６は、必ずしも取り付けなくてもよい。
【００２８】
また、組電池用蓋体２の凹部２ａに単電池電槽１ａの上端部を取り付けただけでは、単電池１の支持が不十分な場合には、図２に示す樹脂等からなる底板７を取り付けてこれら６個の単電池１を下方から支持するようにしてもよい。このような底板７を取り付けると、組電池を設置した際の設置面積が広がるので安定性を高めることができる。しかも、このような方形の底板７であれば、設置部に隙間なく嵌め込んだり取り付け部材を用いた支持固定も容易になり、確実な設置を行うことができるようになる。さらに、ここでは、この底板７を接着等により単電池電槽１ａの下面に固着する場合を示したが、各単電池電槽１ａの下端部が嵌まり込むような凹部を形成してもよく、これらの単電池電槽１ａの少なくとも下端部を囲むような底板７とは異なる組電池用枠体を用いるようにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、排気筒２ｂからキャップ弁３を押し広げて漏れ出すガスがそのまま組電池用蓋体２の上方に排出されるようになっているが、この組電池用蓋体２の内部にガスの排気通路を形成して、この排気筒２ｂから漏れ出すガスが例えば組電池用蓋体２の側面から外部に排出されるようにしたり、この排出口を１〜数箇所にまとめて、これらの排出口に配置したフィルタを通して排出されるようにすることもできる。
【００３０】
また、上記実施形態では、組電池用蓋体２の下面に形成した凹部２ａに単電池１の単電池電槽１ａの上端部を嵌入させて封口し取り付けるようにすることにより、この取り付け作業を容易にしたり単電池電槽１ａの封口や支持を確実なものにするようにしたが、必ずしもこのような凹部２ａを設ける必要はなく、例えば組電池用蓋体２の平坦な下面に単電池電槽１ａの上端開口部を当接させて封口し取り付けるようにすることも可能である。
【００３１】
また、上記実施形態では、密閉型の単電池１を用いる場合を示したが、開放型の単電池１を用いることもできる。このような開放型の単電池１の場合には、組電池用蓋体２の排気筒２ｂに代えて排気口を形成し、ここに液栓が取り付けられるようにすればよい。そして、このような開放型の単電池１の場合にも、液栓の排気口から排出されるガスを組電池用蓋体２の排気通路を通して排出させるようにすることができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、巻回型の発電要素１ｂを用いた単電池１について説明したが、積層型の発電要素１ｂを用いた単電池１にも同様に実施可能であり、単電池電槽１ａの形状も円筒形に限らず角形等の任意の形状のものを用いることができる。さらに、単電池１の端子として極柱１ｃ，１ｃを用いる場合を示したが、この端子の形状や構成も任意である。しかも、組電池用蓋体２の端部に配置された単電池１のいずれか一方の極柱１ｃをそのまま組電池用蓋体２の上方まで突出させて、この突出部分を組電池用端子５として用いることもできる。
【００３３】
また、上記実施形態では、単電池電槽１ａの開口部を組電池用蓋体２で封口する場合を示したが、各単電池電槽１ａの開口部を単電池用蓋体で封口し、それぞれ単体の電池として構成した単電池１を用いることもできる。ただし、このような単電池用蓋体に代えて、単電池電槽１ａ内の発電要素１ｂの上に内部を密閉しない中間蓋等を配置したような単電池１を用いることもできる。
【００３４】
また、上記実施形態では、単電池間接続導体４が組電池用蓋体２にインサート成形により埋め込まれた場合を示したが、必ずしもこのように埋め込まれる必要はなく、例えば溝等に嵌まり込んで密着していたりして組み付けられているだけでもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、６個の単電池１を組み合わせた組電池について説明したが、２個以上であれば、この単電池１の個数も限定されない。さらに、上記実施形態では、鉛蓄電池の組電池について説明したが、電池の種類も任意であり、例えば非水電解質二次電池を組み合わせた組電池にも同様に実施可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の組電池によれば、複数の単電池の端子間を組電池用蓋体に組み付けられた単電池間接続導体によって接続することにより、組電池の組み立て作業工程の生産性を向上させることができるようになる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、組電池用蓋体の下方に６個の単電池を配置した組電池の組み立て斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、組電池の構造を示す縦断面組み立て図である。
【符号の説明】
１    単電池
１ａ  単電池電槽
１ｂ  発電要素
１ｃ  極柱
２    組電池用蓋体
２ａ  凹部
４    単電池間接続導体
５    端子
７    底板
【図１】
2004265830.tif 000003
【図２】
2004265830.tif 000004