(57)【要約】【課題】モノブロック型鉛蓄電池において隔壁を貫通するセル間接続を電気溶接によって行う場合、溶接不良品の発生を避けるためには、電池上部の接続体の大きさを小さくすることが困難であった。【解決手段】セル間接続体に繋がるストラップを隔壁に押圧した状態で溶接用の電極チップを作動させ始めることにより、電極チップを電極アームの下端に設けてセル間接続体の高さを低くしても、溶接不良を生じないセル間接続方法を得、質量および容積効率の優れた、内部抵抗の低い、振動、衝撃に耐える鉛蓄電池を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電槽の隔壁を介して隣接する極板群の反対極性同士の極板を互いに接続するセル間接続体を、該接続体の背面より電極チップで押圧して該隔壁の貫通孔内で該接続体同士を接触させて抵抗溶接する鉛蓄電池のセル間接続方法であって、セル間接続体と繋がり、極板群を連結するストラップを隔壁の方向に押圧する工程と、セル間接続体の背面に電極チップを当接する工程とを有する鉛蓄電池のセル間接続方法。
【請求項２】
ストラップを隔壁の方向に押圧し、ストラップを押圧した状態で、セル間接続体の背面に当接した電極チップの押圧を開始する請求項１記載の鉛蓄電池のセル間接続方法。
【請求項３】
電極チップの中心軸を、電極チップの後背部にある台座の中心軸より下方に位置せしめたことを特徴とする、請求項１記載の鉛蓄電池のセル間接続方法。
【請求項４】
セル間接続体によって隔壁が挟持された、請求項１記載の接続方法による鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池のセル間接続方法およびそれによる鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平８−７８７３号公報
【０００３】
自動車用、可搬用等に用いられる鉛蓄電池は、通常、複数のセル（単電池）が集合して一体化したいわゆるモノブロック型の鉛蓄電池である。このようなモノブロック型の鉛蓄電池は、一般に、一体成形による隔壁によって区画、形成した複数のセル室を有する樹脂製の電槽と、それぞれのセル室内に配置された極板群とを備えている。
【０００４】
この場合、各セル室内の極板群を連結するセル間接続には、上記特許文献１にあるように、電槽のセル室を区画する隔壁の上部に貫通孔を形成し、この貫通孔を通して相隣るセル室のそれぞれの極板群のストラップに立設される互いに反対極性のセル間接続体を、該接続体の背面より電極チップで押圧して該隔壁の貫通孔内で該接続体同士を接触させて抵抗溶接する方法が、生産性の高い方法として一般的に用いられている。
【０００５】
このように直列に接続されたセルより成るモノブロック型の鉛蓄電池は、両端の残余の正、負のストラップには電池端子が接続され、電槽または蓋を気密、液密に貫通して外部に導かれている。
【０００６】
従来のモノブロック型の鉛蓄電池におけるセル間接続を図５および図６に示す。すなわち、図５のように、電槽９のセル室６を仕切る隔壁７に貫通孔８を設け、該貫通孔８を介して、隣り合うセル室６、６’内の極板群１２、１２’のストラップ１０、１０’に立設された、反対極性同士の極板を互いに接続するセル間接続体１１、１１’を向かい合わせて配置する。次に、図６のように、セル間接続体１１、１１’を背面よりセル間接続装置の電極アーム２、２’の電極チップ１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’で貫通孔８内に押し込み、これらセル間接続体１１、１１’が一定の接触面積を得た時点で電極チップ１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’に通電して溶接する方法（以下、抵抗溶接という）により接続する。
【０００７】
通常、この方法を採用する場合は、隔壁７に設けられた貫通孔８の直径より、電極チップ１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’の後背部にある台座３、３’の直径を大きくし、この台座３、３’によりセル間接続体１１、１１’を隔壁に押圧し、抵抗溶接の際に溶融し膨張した鉛が前記貫通孔８より飛散することを抑制している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したセル間接続方法による鉛蓄電池では、より高さ寸法の大きいセル間接続体１１、１１’の上部を隔壁７に圧着するので、図６に示す如く、セル間接続体１１、１１’の下部と隔壁７との間に間隙１４、１４’を生ずる場合があり、振動や衝撃によって極板群１２、１２’が移動すると、その歪みやストレスがセル間接続部に集中し、それによってセル間接続部が破損する場合があった。
【０００９】
また、上記のような方法で鉛蓄電池のセル間接続を行うに際し、電極チップを１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’と台座３、３’とを同心にすると、ストラップ１０、１０’から貫通孔８までの距離を、図７に示した、電極アーム２の最下端から電極チップ１の中心軸までの距離ａに基づいたうえで、台座３の直径を考慮して設定する必要があり、この結果、ストラップ１０、１０’から貫通孔８までの距離が長くなり、セル間接続体１１、１１’の高さが大となる。すなわち、鉛蓄電池に求められる種々の特性を達成するために、可能な限り極板群１２、１２’より上の空間を圧縮し、セル間接続体１１、１１’を低くすることと逆行することになる。また、電極チップを１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’のような形状にし、台座３、３’によってセル間接続体１１、１１’を隔壁に押圧する際に、前記間隙１４、１４’によってセル間接続体１１、１１’と台座３、３’との間に隙間が生じて溶融した鉛が飛散しないようにする必要があり、電極チップ１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’の設計が複雑になるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、良好なセル間接続状態を得ることができる鉛蓄電池のセル間接続方法および質量、容積効率の優れた低い内部抵抗の鉛蓄電池を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決する為のもので、請求項１では、電槽の隔壁を介して隣接する極板群の反対極性同士の極板を互いに接続するセル間接続体を、該接続体の背面より電極チップで押圧して該隔壁の貫通孔内で該接続体同士を接触させて抵抗溶接する鉛蓄電池のセル間接続方法であって、セル間接続体と繋がり、極板群を連結するストラップを隔壁の方向に押圧する工程と、セル間接続体の背面に電極チップを当接する工程とを有する鉛蓄電池のセル間接続方法である。
【００１２】
また、請求項２では、ストラップを隔壁の方向に押圧し、ストラップを押圧した状態で、セル間接続体の背面に当接した電極チップの押圧を開始する鉛蓄電池のセル間接続方法である。
【００１３】
また、請求項３では、電極チップの中心軸を、電極チップの後背部にある台座の中心軸より下方に位置せしめたことを特徴とする、請求項１の鉛蓄電池のセル間接続方法である。
【００１４】
また、請求項４では、セル間接続体によって隔壁が挟持された、請求項１記載の接続方法による鉛蓄電池である。
【００１５】
これにより、極板群が隔壁に密着したセル間接続体によって固定されているので、振動、衝撃を受けても、前述した破損に至ることのない鉛蓄電池を提供することができる。また、セル間接続体の下部はストラップが隔壁方向に押圧されて該隔壁に密着しているため、電極チップの形状を複雑にしたり、台座の直径を大きくしなくても、台座をセル間接続体に密着させて、これを押圧することができ、抵抗溶接時に溶融、膨張した鉛が前記貫通孔より飛散することが抑制できる。そのため、電極チップの位置を下方に下げることができ、ストラップから貫通孔までの距離を短くしながら良好なセル間接続状態を得ることができる。その結果、セル間接続体の高さ寸法を小さくでき、電導距離も短くできるので、電池の重量を低減でき、電池の高さを低くできることによる電池体積の低減に寄与するため、重量及び容積効率の優れた、内部抵抗の低い鉛蓄電池を提供できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜７に基づき説明する。従来のセル間接続方法については、既に図５および図６について説明したので、本発明について、従来のものと本質的に同一機能を有する部分の符号は繁雑を避けるために同一とし、図によって区別する。
【００１７】
６室のセル室を有する１２ボルト電池用の電槽を準備する。図１にはその１つの隔壁の溶接部分の要部を示す。隣り合うセル室６，６’を仕切る隔壁７には貫通孔８を有する。各セル室６、６’にそれぞれ同極性の極板同士をストラップ１０、１０’で連結し該ストラップ１０、１０’の一端にセル間接続体１１、１１’を立設した極板群１２、１２’を収納する。この際、隣り合うセル室６，６’のセル間接続体１１、１１’が隔壁７の貫通孔８を介して互いに反対極性になるように収納する。なお、４は正極板、５は負極板である。
【００１８】
次に、セル間接続体１１、１１’と連結するストラップ１０、１０’を加圧ア−ム１５、１５’によって隔壁７の方向に押圧し、その後貫通孔８を介して向かい合うセル間接続体１１、１１’の背面に電極チップ１、１’の先端を当て、アーム２、２’によりそれぞれの電極チップ１、１’を互いに近づけて、セル間接続体１１、１１’を貫通孔８内に押し込んで行く。セル間接続体１１、１１’同士が互いに接触し、所定の圧力に達したら該アーム２、２’の移動を止め、電極チップ１、１’に電流を流して貫通孔８内のセル間接続体１１、１１’同士を抵抗溶接してセル間接続を行った。
【００１９】
ここで、図２（ｃ）に示すように、電極チップ１は、その中心軸を台座３の中心軸より下方に位置するようにし、台座３の下辺が貫通孔８の下方を僅かに覆う程度にし、上辺が貫通孔８の上方を僅かに覆うようにすると、電極ア−ム２の最下端と電極チップ１の中心軸までの距離ｂが図７のａに対し、ａ＞ｂのようにできることは明らかである。また、図２（ｂ）に示すように、電極チップ１は、その中心軸より上方に台座３の中心軸があるようにし、台座３の下辺が貫通孔８の下方を僅かに覆う程度にし、上辺が貫通孔８の上方を覆うようにしてもよいし、図２（ａ）に示すように、電極チップ１は、その中心軸と台座３の中心軸とを同軸にし、台座３の下辺が貫通孔８の下方を僅かに覆う程度にし、上辺が貫通孔８の上方を僅かに覆うようにしてもよい。すなわち、図２（ａ）に示した電極チップ１のように、その中心軸と台座３の中心軸とが同軸であるようにすると、このように同軸にしても、台座３の直径を図７のものより小さくできるという利点がある。また、図２（ａ）に示した形状のものに対し、図２（ｃ）に示した電極チップ１は、その中心軸を台座３の中心軸より下方にあるようにしているが、図２（ｃ）に示した形状にした方が、貫通穴８内に押し込まれたセル間接続体１１、１１’は、材質の鉛または鉛合金が貫通穴８の中心軸より下方から溶融し始め、それが溶融した状態で流れ落ちる距離は短いので、流れ落ちる過程で気泡による気密不良が生じくいという利点があると、考えられる。
【００２０】
次に、図２（ｃ）の電極チップ１を用い、ストラップを押圧して、貫通孔を介して向かい合うセル間接続体の背面より電極チップ１で押圧した後抵抗溶接し、セル間接続を行った電池Ａを５個、ストラップを押圧せずに、同様にセル間接続を行った電池Ｂを５個作製した。また、図７に示す電極チップ１を用いて、ストラップを押圧せずにセル間接続を行った電池Ｃを５個作製した。ここで、電池Ｃの貫通孔は、台座３の直径が大となり電極チップ１の中心軸が図２（ｃ）の電極チップ１の中心軸より上方に位置する分だけ、電池Ａ、Ｂの貫通孔８より、通常３ｍｍ程度上方に位置する。ただし、この３ｍｍ程度上方に位置するというのは、セル間接続体１１、１１’の高さを変更することによって任意に定め得るものであることは言うまでもない。
【００２１】
電池Ａ、Ｂ、Ｃのセル間接続を実施した後、それぞれのセル間接続体（電池１個につき５か所）の、鉛が飛散する溶接不良率を調査し、結果を表１に示す。また、セル間接続体の質量及びセル間接続部の電気抵抗も表１に示す。なお、セル間接続体の質量は図３のＡ−Ａ’断面から上の部分を、セル間接続部の抵抗は図３の１３、１３’間で測定した各５個の平均値で示している。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１の結果から、図２（ｃ）の電極チップを用いて、ストラップを押圧せずに抵抗溶接を行った電池Ｂは、電極チップの台座を貫通孔より大きくしていないために、鉛が飛散する溶接不良が高くなった。また図７の電極チップを使用し、ストラップを押圧せずに抵抗溶接を行った電池Ｃは、溶接不良はないものの、セル間接続体の質量が大きく、セル間接続体の高さが高い分、セル間接続部の電気抵抗が高くなった。一方、図２（ｃ）の電極チップを用いてストラップを押圧して抵抗溶接を行った電池Ａでは、電極チップの台座を貫通孔より大きくしていなくても、鉛が飛散する溶接不良がなくなり、且つセル間接続体の質量が小さく、セル間接続体の高さが低く、セル間接続部の電気抵抗も低くなることがわかった。
【００２４】
本発明の上記実施の形態では、図２（ｃ）の如く電極チップ１の中心軸を台座３のそれよりも下方に位置せしめるのみの簡易な構造により上述の効果を得たが、図４の各図に示した形状にしても同様の効果が得られる。すなわち、図４によれば、電極チップ１および台座３はその形状が円形または楕円形のものを示し、電極チップ１の中心軸を台座３のそれよりも真下に位置せしめたものを示しているが、このような形状に限定されるものではない。たとえば、電極チップ１および台座３はその形状が多角形であってもよく、電極チップ１の中心軸を台座３のそれよりも真下に対して左右のいずれかにずらして位置せしめたものであってもよい。
【００２５】
なお、上記の実施の形態では極板が貫通孔のある隔壁に対して垂直に配置し、ストラップが隔壁に対して平行となっているが、極板が貫通孔のある隔壁に対して平行に配置し、ストラップが隔壁に対して垂直にある場合においても、ストラップの形状を隔壁方向に押圧できるような凹凸又は段差を設けて作製してもその効果は同じである。また、この場合、ストラップを両側より挟み込み、隔壁方向に押圧しても同様の効果が得られる。
【００２６】
また、上記の実施の形態は、図２（ｃ）の電極チップ１を用い、ストラップを押圧して貫通孔を介して向かい合うセル間接続体の背面より電極チップで押圧したものであるが、このような形態に限られるものではない。すなわち、セル間接続体の背面に電極チップを当接する工程を設け、この工程の後で、極板群を連結するストラップを隔壁の方向に押圧し、その後電極チップでセル間接続体の背面を押圧する工程を有するようにしてもよいし、これらの工程を同時に行ってもよい。たとえば、これらの工程を同時に行うものとしては、極板群を連結するストラップを隔壁の方向に押圧する工程を、図１の加圧ア−ム１５、１５’によって行わずに、極板群１２、１２’より上の空間が大き過ぎない範囲で台座３、３’の直径を大きくしたうえで、台座３、３’の下辺でセル間接続体１１、１１’を押圧したり、電極ア−ム２、２’の下端の形状を、隔壁７の方向にストラップ１０、１０’が押圧できるように変更したうえで、電極ア−ム２、２’の下端でストラップ１０、１０’を押圧するものがある。
【００２７】
上記の実施の形態は、いずれも例示であって、限定的に解釈されるべきではない。本発明の技術的範囲は、明細書に示された技術的思想や実施の形態とそれらの均等範囲に属する変形や変更を含めたうえで、その特許請求の範囲によって示される。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１、２によれば、セル間接続体の高さ寸法を小さくでき、電導距離も短くできるので、重量および容積効率の優れた、低い内部抵抗の鉛蓄電池を製造する方法を提供でき、電極チップの台座の全面をセル間接続体に密着させることができるので、溶接不良なしで鉛蓄電池を製造する方法を提供できる。
【００２９】
請求項３によれば、簡単な構造の電極チップと台座により請求項１の効果を得ることができる。
【００３０】
請求項４によれば、請求項１の効果に加えて、極板群が、隔壁に密着したセル間接続体によって固定されているので、振動、衝撃に耐える鉛蓄電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセル間接続方法を示す部分側面図。
【図２】本発明の一実施例による電極チップ部分の側面図。
【図３】セル間接続体の質量、電気抵抗の測定位置を示す図。
【図４】本発明の他の実施例による電極チップ部分の正面図。
【図５】従来のセル間接続による鉛蓄電池の一部を切断した側面図。
【図６】従来のセル間接続方法を示す部分側面図。
【図７】従来の電極チップ部分の側面図。
【符号の説明】
１、１’、１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’  電極チップ
２、２’  電極ア−ム
３、３’  台座
４        正極板
５        負極板
６、６’        セル室
７          隔壁
８          貫通孔
９          電槽
１０、１０’        ストラップ
１１、１１’        セル間接続体
１２、１２’        極板群
１３、１３’        セル間接続部の抵抗測定位置
１５、１５’        加圧アーム
【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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【図６】
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【図７】
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