(57)【要約】【課題】  樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池において、前記樹脂巻き端子の生産コストが高いこと、樹脂巻き端子の構造に起因して鉛蓄電池の組み立てコストが高いこと、および同構造に起因して鉛蓄電池の容積効率が低くなる３つの問題点を解決した鉛蓄電池を提供することにある。【解決手段】  樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池において、２つ以上に分割された樹脂部品を極柱外周面に嵌着して樹脂巻き部とし、前記樹脂部品の一部が蓋と溶着され、さらに、前記樹脂部品の上面に設けた凹部に充填剤を充填したことを特徴とする発明である。【選択図】      図１
2005190773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池において、
２つ以上に分割された樹脂部品を極柱外周面に嵌着して樹脂巻き部とし、前記樹脂部品の一部が蓋と溶着されたことを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
前記樹脂部品の上面に設けた凹部に充填剤を充填したことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池の発電要素は、正・負極板、セパレータおよび電解液から構成されている。前記正・負極板がセパレータを介して相互に積層され、極板群（エレメントともいう）が形成される。前記極板群を構成する同極性耳部同士が束ねられてストラップと一体に溶接・接合されることにより前記耳部同士が電気的に接続される。また、前記ストラップは極柱と接続され、前記極柱は蓋に設けた端子本体と接続された構造を有している。このように極柱、端子本体および蓋で構成されている部分を端子部と称している。前記端子部の気密性および液密性は鉛蓄電池が安定した性能を維持するために非常に重要な項目である。すなわち、液密性が十分でないと電解液である希硫酸が端子と蓋との隙間に滲み出て端子に接続されている部品を腐食したり、気密性が十分でないと、制御弁式鉛蓄電池の場合には外部からの空気が浸入し負極板が酸化され性能が劣化したりする問題が発生することは周知である。
【０００３】
前記端子部の気密性および液密性を確保する方式は、使用する端子の形状によって異なっている。図１２は、自動車用鉛蓄電池に主に採用されているテーパ端子の構造を示す要部模式図で、１１はテーパ端子、２はブッシング、３は極柱、４はストラップ、５はテーパ端子と極柱との溶接部、６は蓋、７は極板群、８はテーパ端子１１およびブッシング２に設けた貫通部をそれぞれ示す。図１２では、前記貫通部８に極柱３が挿通された状態である。
【０００４】
通常、テーパ端子１１とブッシング２とは鉛合金からなる一体に形成された部品であり、樹脂からなる蓋６と一体にインサート成型される。その場合、成型された樹脂で取り巻かれた部分をブッシングと称している。図１２に示すように、複数の鍔状突起を設けることにより鉛部品と樹脂との接触面積（これを沿面距離といっている）を大きくすることができ、蓋と端子との間の気密性および液密性が確保されている。一方、ストラップ４と極柱３および極板群７は、前記ストラップ４と極柱３を一体に彫り込んだ鋳型に溶融鉛を満たし、前記極板群７の耳部を倒立してその部分に浸漬し、しかる後、固化して一体に形成される。この方式をＣａｓｔ  ｏｎ  Ｓｔｒａｐ、略してＣＯＳと称している。このようにして形成された極柱３が貫通部８に挿通された後、テーパ端子１１の上面と極柱３の上面とが溶接・接合され、溶接部５が形成されてテーパ端子１１と極柱３との間の気密性および液密性が確保される。
【０００５】
他の方式としては、極柱の外周面を樹脂部品が取り巻いた構造で、前記樹脂部品の一部が蓋と溶着されることにより端子部の気密性および液密性が確保されているもので、通常、この構造を樹脂巻き端子と称している。主に二輪車用鉛蓄電池に採用されている。
【０００６】
図１０および図１１はその一例を示すもので、図１０は樹脂巻き端子本体、図１１は前記樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池をそれぞれ示す要部模式図である。両図において、２０は樹脂巻き端子、１２は箱形端子本体、３は極柱、３１は極柱の外周に設けた鍔状突起、４はストラップ、４１は極柱３とストラップ４との溶接部、６は蓋、６１は前記蓋の内面に設けた突起、７は極板群、９は樹脂巻き端子２０の一部を構成する樹脂部品、１３は樹脂部品９の上面と前記突起６１との溶着部、１５は電槽をそれぞれ示す。
【０００７】
図１０に示す樹脂巻き端子２０は、あらかじめ鋳造により一体に形成された箱型端子本体１２と極柱３とがインサート成型により樹脂部品９と一体に形成されてものである。前記樹脂巻き端子２０の一部を構成する極柱３の端部と、あらかじめＣＯＳ方式等により極板群７と一体に形成されたストラップ４とが、溶接により溶接部４１を形成して接合される。さらに電槽１５と蓋６とを溶着する際に、樹脂部品９の上面と蓋６の内面に設けた突起６１とが溶着部１３を形成して溶着される。上述したように、樹脂巻き端子２０における気密性および液密性は、蓋６の下面に設けた突起６１と樹脂部品９との溶着および極柱３の外周面に形成された複数の鍔状突起３１と樹脂部品９との密着性および沿面距離によって確保される。
【０００８】
樹脂巻き端子に関して提案されている特許文献を下記に記載する。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３０２７６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記樹脂巻き端子は３つの課題を抱えている。
【００１１】
第１番目は、インサート成型により樹脂巻き端子２０を形成する場合、成型毎に極柱３と一体になった箱型端子本体１２を成型金型に装着する必要があり、樹脂のみの成型に比べて、連続・自動化が困難で生産コストが高いことである。
【００１２】
第２番目は、図１２に示すテーパ端子構造の鉛蓄電池では、上述したように、極柱３、ストラップ４および極板群７をＣＯＳ方式により一体に作製することが可能であり、鉛蓄電池の組み立て工程での生産性が優れているのに対して、樹脂巻き端子２０では、あらかじめ鋳造等により作製した箱形端子本体１２と極柱３と樹脂部品９とを一体にインサート成型する必要があり、箱型端子本体１２、極柱３、ストラップ４および極板群７を一体に形成するＣＯＳ方式が適用できず、上述したように、あらかじめ形成されたストラップ４と極柱３の端部とをガスバーナー等により溶接・接合する必要があり、自動化が困難で鉛蓄電池の組み立て工程での生産性が劣る問題をも有している。
【００１３】
第３番目は、上述したように端子部の気密性および液密性を極柱３の外周面に設けた鍔状突起３１と樹脂部品９との沿面距離で確保しているので、図１１からわかるように鍔状突起３１の段数が多く必要で、極柱３の高さが高くなり、鉛蓄電池反応に関与しない無駄な空間が多く、鉛蓄電池の容積あたりのエネルギー密度（Ｗｈ／ｌ）が低くなる問題をも有している。
本願発明の目的は、樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池での上述した３つの課題を解決し、部品コストが安く、生産性も優れ、また、エネルギー密度が向上した鉛蓄電池を提供することにある。
【００１４】
なお、（従来技術）の項で記載した、特許文献１は、極柱外周に樹脂が形成された樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池において、極柱と樹脂巻き端子との間に筒状またはリング状の弾性体を介在させた構造で、そのことにより、本願の第２番目の課題である、端子とストラップとを同時に形成するＣＯＳ法が適用可能になり、鉛蓄電池の組み立ての生産性が改善されるというものであるが、本願発明とは手段が異なる。また、第１および第３の課題に対する効果については記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題を解決するための手段として、請求項１による発明は、樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池において、２つ以上に分割された樹脂部品を極柱外周面に嵌着して樹脂巻き部とし、前記樹脂部品の一部が蓋と溶着されたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、樹脂巻き端子を構成する樹脂部品が２つ以上に分割された形状であって、別途成型したものを用いることに特徴がある。そのことによって、樹脂部品と極柱および端子とを一体成型する方式と違い、樹脂部品を単独で成型するので連続および自動化が可能で、その生産性が向上し、大幅なコストダウンが可能で、上述した第１の課題が解決される。
【００１７】
さらに、上記方式によって、箱型端子本体、極柱、ストラップおよび極板群一体に形成する生産性の優れたＣＯＳ方式が適用可能で、鉛蓄電池の組み立て工程でも生産性が大幅に改善され、第２の課題をも解決される。
【００１８】
請求項２による発明は、前記樹脂部品の上面に設けた凹部に充填剤を充填したことを特徴とするものである。
【００１９】
本願発明では、樹脂巻き端子の気密および液密が樹脂部品の上部に設けた凹部に充填剤を充填することにより確保されるので、従来品のように極柱に設けた鍔状突起の段数が少ないあるいは用いなくてもよく、樹脂部品の高さが低くでき、無駄な空間が少なくなりエネルギー密度が向上し、第３の課題も解決される。
【発明の効果】
【００２０】
以上、説明したように、樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池において、樹脂部品を分割した形状で樹脂のみを成型した後、これらを極柱外周面に嵌着して樹脂巻き部とし、前記樹脂部品の上面と蓋の下面とを溶着することにより、樹脂巻き端子の生産コストの削減、鉛蓄電池の組み立て工程の改善が可能で、さらに、前記樹脂部品上面に設けた凹部に充填剤を充填して樹脂巻き端子部分を封止することにより気密、液密を確保するので、極柱の高さを低くすることが可能で無駄な空間が排除でき、エネルギー密度の優れた鉛蓄電池が得られその工業的効果が極めて大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本願の第１の発明を実施するための最良の形態は、樹脂巻き端子を備えた鉛蓄電池において、２つ以上に分割された樹脂部品を極柱外周面に嵌着して樹脂巻き部とすると共に、前記樹脂部品の一部が蓋と溶着された構造にすることである。
【００２２】
樹脂部品の分割は、２分割でも３分割でも良く、適宜選択できる設計事項である。また、本願での樹脂部品の分割状態は、各樹脂部品が完全に分割されている必要はなく、実施例で後述するように、各樹脂部品が蝶番のような形状で接続されているものをも包含する。
【００２３】
分割された樹脂部品を極柱外周面に嵌着して樹脂巻き部を形成する際に、実施例で後述するように、位置決め・固定をし易いように、前記樹脂部品に突起や溝等の凹凸部分を設けることができる。
【００２４】
また、前記嵌着・固定を容易にする他の方法として、実施例で後述するように極柱外周面あるいはストラップに突起や溝などの凹凸部分を設けることもできる。
【００２５】
本願の第２の発明を実施するための最良の形態は、樹脂巻き部とした樹脂部品の上面に設けた凹部に充填剤を充填した構造にすることである。
【００２６】
前記凹部に充填する充填剤としては、耐酸性に優れていると共に、樹脂部品に対して優れた接着性を有していることが必須条件であり、エポキシ樹脂がその一例としてあげられる。
【００２７】
また、鉛蓄電池の蓋あるいは電槽に用いる樹脂がオレフィン系樹脂の場合には、充填剤である接着剤の接着強度が低い場合が発生するので、接着性を改善するために樹脂巻き端子に設けた凹部あるいは切込み部の表面に改質処理を施すことができる。前記改質処理としては、フレーム処理、低温プラズマ処理、コロナ放電処理、レーザー照射、プライマ剤塗布等が挙げられる。
【実施例】
【００２８】
本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
（実施例１）
図２、図３および図４は、本発明に基づく実施例１の均等に２分割された樹脂部品を示す要部斜視図、要部上面図ならびに要部正面図で、９Ａは樹脂部品Ａ、９Ｂは樹脂部品Ｂ、９１は前記両樹脂部品上部に設けた凹部、９２は両樹脂部品に設けた切込み部、９５は両樹脂部品に形成された半円状の貫通部をそれぞれ示す。半円状の貫通部９５は、両樹脂部品が極柱３に嵌着されたときに極柱の直径とほぼ同じ円形状になる。極柱は通常、円筒形状である。また、切込み部９２は、本実施例では、半円形状で、半円の鍔状突起に対応している。したがって、前記切込み部の形状は、鍔状突起の形状に対応した形状にするのが、樹脂部品の極柱での安定した固定および気密・液密性の確保の点で好ましいといえる。
【００２９】
図２、図３および図４に示すように、均等に２分割した場合には、樹脂部品９Ａと樹脂部品９Ｂとは同じ形状になり、１種類の樹脂部品を成型すればよく、樹脂部品の成型の生産性がさらに改善されることがわかる。
【００３０】
本実施例での樹脂部品はＰＰ樹脂が使用され、充填剤との接着性をよくするために表面、特に、凹部９１および切込み部９２の表面に低温プラズマ処理が施されている。
【００３１】
図５は、実施例１の樹脂部品９Ａおよび樹脂部品９Ｂを箱型端子本体１２およびストラップ４（図５では、ストラップ４は図示せず）と一体に形成された極柱３に嵌着して本発明の樹脂巻き端子２０を形成した状態を示す要部模式図である。他の構成部材は図２と同じ番号を付記する。
【００３２】
図５に示すように、樹脂部品９Ａと樹脂部品９Ｂを極柱３に嵌着することにより、図１０に示す樹脂巻き端子と同様の形状が形成され、従来品と違い、樹脂部品９Ａ、９Ｂと鉛部品（極柱、箱型端子本体、ストラップ）とが別々に形成されるので、生産性が大幅に改善される。
（実施例２）
図６は、本発明に基づく実施例２の樹脂部品を示す要部上面図で、１４は蝶番を示す。他の構成部材は図２と同じ番号を付記する。
【００３３】
図６に示すように、樹脂部品９Ａと９Ｂは完全に分割されておらず、蝶番１４を介して接続された状態であり、極柱３（図６では図示せず）に前記樹脂部品を嵌着・固定する場合の作業性が完全に分割したものより優れている。
【００３４】
蝶番１４は、例えば変形自在な程度に薄肉に成型した部分であってもよく、この場合、樹脂部品９Ａと９Ｂはひとつの金型で一体に成型することができ、樹脂部品の成型の生産性がさらに改善される。
（実施例３）
図７は本発明に基づく実施例３の樹脂部品９Ａおよび９Ｂを示す要部上面図で、９３は樹脂部品の長側面に設けた凸部、９４は樹脂部品の長側面に設けた凹部で、両樹脂部品９Ａ、９Ｂを極柱３（図７では図示せず）に嵌着する際に、前記凸部９３と凹部９４を嵌合させれば固定が容易になることが理解できる。その場合、凸部の寸法を凹部の寸法より若干大きくして、強制挿入すれば固定がより安定する。本実施例では、樹脂部品９Ａおよび樹脂部品９Ｂにそれぞれ凸部９３および凹部９４を設けた形状であり、実施例１と同じく、樹脂部品９Ａおよび樹脂部品９Ｂは同じものが使用でき成型の生産性が優れている。
【００３５】
また、本実施例では、凸部９３と凹部９４の嵌合によって、樹脂部品９Ａおよび９Ｂで極柱３を確実に強挟固定することができれば、極柱３に鍔状突起３１を設ける必要がなく、極柱３の形状が簡単になり、箱型端子本体１２、ストラップ４および極柱３をＣＯＳ方式で一体に形成する際の生産性が改善される利点をも有している。
【００３６】
上記実施例での凸部９３および凹部９４の大きさおよび個数は、当業者が適宜選択できる設計事項である。
（実施例４）
図８は本発明に基づく実施例４の樹脂部品を示す要部正面図で、（ａ）は樹脂部品９Ａ、（ｂ）は樹脂部品９Ｂ、（ｃ）は極柱３をそれぞれ示す。図において、９５は樹脂部品９Ａあるいは９Ｂに形成された貫通孔、９６は前記貫通孔９５の内周面に設けた角形の凹部、３３は極柱３の外周面に設けた角形の凸部それぞれを示す。他の構成部材は図２と同じ番号を付記する。
図８に示すように、樹脂部品９Ａと樹脂部品９Ｂとを極柱３に嵌着する際に、樹脂部品９Ａおよび９Ｂに設けた角形凹部９６を極柱３の外周面に設けた角形凸部３３に嵌合すれば、両樹脂部品が容易に嵌着・固定できることが理解できる。後述するように、樹脂部品９Ａおよび９Ｂを極柱に嵌着した際に形成された凹部９１に充填剤を充填すれば、この部分で気密・液密を確保できるので、鍔状突起３１のような長い形状が不要で、このような単純な形状でも十分である。
【００３７】
なお、本実施例は、樹脂部品の貫通部の内周面に凹部を設け、極柱の外周面に凸部を設けた方式であるが、樹脂部品に凸部を設け、極柱に凹部を設けても同様の効果が得られることはいうまでもない。
（実施例５）
図９は、本発明に基づく実施例５の樹脂巻き端子を示す要部模式図で、３は極柱、３１は極柱に設けた鍔状突起、３４は鍔状突起３１の外周部先端に設けた突起をそれぞれ示す。他の構成部材は図１と同じ番号を付記する。
【００３８】
図９に示すように、鍔状突起３１の外周部先端に突起３４を設けた形状であるので、極柱３と前記突起３４との間に樹脂部品９Ａおよび９Ｂを嵌合すれば、両樹脂が自動的に極柱３を取り巻く形状になり、樹脂巻き端子が容易に形成される。
（実施例６）
図１は、本発明に基づく実施例６で、図５に示す実施例１の樹脂巻き端子で構成された自動車用鉛蓄電池を示す要部模式図で、９Ａは樹脂部品Ａ（樹脂部品Ａと樹脂部品Ｂとを分割している部分で切断した図であり樹脂部品９Ａのみが図示されている）、９１は樹脂部品Ａに設けた凹部、９２は同樹脂部品に設けた切込み部で、鍔状突起が挿入されている。３は極柱、３１は前記極柱に設けた鍔状突起、４はストラップ、７は極板群、６は蓋、６１は蓋の内面に設けた突起、１０はエポキシ樹脂からなる充填剤、１２は箱形端子本体、１３は樹脂部品９Ａおよび９Ｂに設けた凹部９１の上面と蓋内面に設けた突起６１とを溶着した際に形成された溶着部、１５は電槽をそれぞれ示す。
【００３９】
図１に示すように、ストラップ４、極柱３および箱型端子本体１２がＣＯＳ方式により一体に形成され、前記極柱３に設けた鍔状突起３１の半円に相当する部分を樹脂部品９Ａに設けた切込み部９２に嵌着し、他の半円部分を樹脂９Ｂに設けた切込み部９２に嵌着することによって樹脂巻き端子が形成される。その際、極柱３の鍔状突起３１の厚みを樹脂部品の切込み部９２の厚み幅より若干大きい設計にして、樹脂部品に用いているＰＰ樹脂の柔軟性を利用して鍔状突起３１を切込み部９２に強制挿入することによって両樹脂部品９Ａ、９Ｂが極柱３に強固に固定される。また、蓋６の内面に設けた突起６１と樹脂部品９Ａおよび９Ｂに設けた凹部９１の上面とが熱溶着され、溶着部１３が形成され、両者が接合される。また、前記凹部９１にエポキシ樹脂１０を充填・固化することにより樹脂巻き端子２０の気密性および液密性が確保される。特に、本図に示されているように凹部９１に注入されたエポキシ接着剤は、樹脂部品９Ａおよび９Ｂと箱形端子本体１２との隙間を流れ、極柱３の外周面にまで到達しており、気密および液密性がより強固になることが理解できる。すなわち、従来品に比べて沿面距離が短くても確実に気密性および液密性が確保できる。例えば、図８に示す、実施例４の樹脂部品に切込み部９１および極柱に鍔状突起３１を設けない構造でも十分に気密、液密性が得られる。
【００４０】
エポキシ樹脂は通常ＰＰ樹脂との接着性は良くないが、上述したようにＰＰ樹脂表面に低音プラズマ処理が施されてあるので、良好な接着状態が得られ、気密性および液密性が確実に確保される。
【００４１】
実施例６では、極柱３に設けた鍔状突起３１は１個であるがその個数、あるいは鍔状突起３１の厚み、形状および大きさは、当業者が適宜選択できる設計事項である。
【００４２】
樹脂部品の材質については、実施例ではＰＰ樹脂を用いたが、ＰＰ樹脂に限定されるものでなく、耐酸性が優れているＡＢＳ樹脂あるいはＰＥ樹脂等も使用することができる。
【００４３】
充填剤に関しては、実施例ではエポキシ樹脂からなる接着剤を用いたが、前記エポキシ樹脂に限定されるものでなく、樹脂部品に設けた凹部に充填した際に、樹脂部品と極柱の材質である鉛あるいは鉛合金との隙間を封止できる特性を有する部材あれば適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に基づく実施例６の自動車用鉛蓄電池を示す要部模式図。
【図２】本発明に基づく実施例１の樹脂部品を示す要部斜視図。
【図３】本発明に基づく実施例１の樹脂部品を示す要部上面図。
【図４】本発明に基づく実施例１の樹脂部品を示す要部正面図。
【図５】本発明に基づく実施例１の樹脂巻き端子を示す要部模式図。
【図６】本発明に基づく実施例２の樹脂部品を示す要部上面図。
【図７】本発明に基づく実施例３の樹脂部品を示す要部上面図。
【図８】本発明に基づく実施例４の樹脂部品を示す要部正面図（ａ）、（ｂ）および箱形端子本体ならびに極柱を示す要部正面図（ｃ）。
【図９】本発明に基づく実施例５の樹脂巻き端子を示す要部模式図。
【図１０】従来の樹脂巻き端子を示す要部模式図。
【図１１】従来の樹脂巻き端子で構成された鉛蓄電池を示す要部模式図。
【図１２】テーパ端子を備えた鉛蓄電池を示す要部模式図。
【符号の説明】
【００４５】
１１  テーパ端子
１２  箱型端子本体
２０  樹脂巻き端子
３  極柱
３１  極柱に設けた鍔状突起
３３  極柱外周面に設けた凸部
３４  鍔状突起の外周部先端に設けた突起
４  ストラップ
６  蓋
６１  蓋の下面に設けた突起
７  極板群
９  従来の樹脂部品
９Ａ  本発明の樹脂部品Ａ
９Ｂ  本発明の樹脂部品Ｂ
９１  樹脂部品に設けた凹部
９２  樹脂部品に設けた切込み部
９３  樹脂部品の長側面に設けた凸部
９４  樹脂部品の長側面に設けた凹部
９５  樹脂部品に形成された貫通部
９６  樹脂部品の貫通孔の内周面に設けた凹部
１０  充填剤
【図１】
2005190773.tif 000003
【図２】
2005190773.tif 000004
【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】
2005190773.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005190773.tif 000011
【図１０】
2005190773.tif 000012
【図１１】
2005190773.tif 000013
【図１２】
2005190773.tif 000014