(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルト座収納用凹部の底面に形成されたボルト軸挿通孔と前記底面に形成されたボルト座当接凸部とを備えたボルト用の台座を形成する工程と、
前記台座と前記台座に嵌合するボルトを用い、インサート成形により蓄電池用端子を形成する工程とを備えたことを特徴とする、蓄電池用の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボルトインサートタイプ端子を備えた蓄電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蓄電池用端子としては、端子にボルト貫通用の孔が開いており、その端子に接続板を当接し、ボルトを通してナットで締め付けるというものが広く普及している。しかしながら、このような端子では、ボルトにナットを取り付ける作業に両手が必要で、ナットもしくはボルトを締める際にも両手でボルト側とナット側に締め付け用の工具を２つ用いて行う必要があり、作業性が悪かった。また通常、端子が上面になるよう電池を正立に設置する場合、締め付け時に工具の取っ手を垂直方向に回さねばならず、そのための作業空間が電池上面に必要となり、電池配置位置が制限される原因になっていた。また、鉛蓄電池では、この端子に鉛合金を用いることが多く、これがボルトやナットの主な材料である鉄やステンレスに対して、機械的強度が弱いために、強く締め付けるとへたりをおこし、緩みの原因となる恐れがあった。
【０００３】
そこで、近年これらの問題に対して、あらかじめボルトを端子にインサートするタイプの蓄電池用端子が、主として電気自動車用の鉛蓄電池に用いられるようになった。このようなボルトインサートタイプの端子では、あらかじめボルトが固定されているため片手で容易に締め付け作業ができ、また工具の取っ手を電池上面で水平に回すので、上部空間が狭くてもよい利点がある。
【０００４】
図１は、従来のボルトインサートタイプの蓄電池用端子の内部構造の一例を示す。１はボルト、２はボルト座面、３はナット、４は接続板、５はボルト１と嵌合された金属からなる台座をそれぞれ示している。
【０００５】
通常、台座５は、接続板との必要接触面積を確保するとともに、ボルト頭部が締め付け時にまわるのを止める機能を果たすために用いられている。
【０００６】
６は台座５から電池内部へ電気エネルギーを伝える導体で、鉛蓄電池では通常、ブッシングと呼ばれる鉛・スズ合金の鋳造物である。７はボルトの軸を通すためのボルト軸貫通孔を示す。
【０００７】
台座５は材料として真鍮が用いられることが多い。その理由は機械的強度が強いため、ナットの締め付けに対してへたりにくく、また、電気伝導度が高いからである。しかしながら、そのような機械的強度の強い金属に、ボルト軸貫通孔７を開けると、加工時のばりが孔の周囲に残り、これが締め付け時につぶしきれずにボルト座面２との間に残ると、緩みの原因となる恐れがある。また、ボルト座面２の縁にもばりが残っているものが稀にあり、これも締め付け時に同様の問題をおこす恐れがあった。
【０００８】
図２は、従来のボルトインサートタイプの端子で締め付け時にボルト座面２と台座５との間にばりが残ったときの不具合例を示す。１１はボルトのばり、５１は台座のばりを示す。このようにばりが、台座５とボルト座面２との間につぶしきらずに残っていると、規定トルクで締め付けても、ボルト台座２と台座５との当接面に隙間が残り、蓄電池の使用中に、このばりが振動などで折れたり曲がったりして、ボルトが緩む危険性があった。
【０００９】
本発明は前述の欠点を解決するもので、台座５がボルト座面２と当接する面に凸部を形成することにある。これによって、前述のばりがボルト座面２と台座５との当接面にはさまることを防止し、前述の問題点を解決することができ、作業性が良く、信頼性の高いボルトインサートタイプの蓄電池用端子を備えた蓄電池を提供することができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる蓄電池の製造方法は、ボルト座収納用凹部の底面に形成されたボルト軸挿通孔と前記底面に形成されたボルト座当接凸部とを備えたボルト用の台座を形成する工程と、前記台座と前記台座に嵌合するボルトを用い、インサート成形により蓄電池用端子を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、実施例を参考にしながら、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１７】
図３は本発明による実施例１を示すもので、５ａが本発明による台座であり、ボルト座面２と当接する部分に凸部８が形成されている。台座の材質には真鍮を用いている。
【００１８】
ボルト軸貫通孔７は、本例ではＭ８のボルト用に直径８．２ｍｍの孔が切穴加工により形成されている。
【００１９】
凸部８は、本実施例では高さＨを０．２ｍｍとした。
【００２０】
凸部８の縁は、ボルト軸貫通孔７から０．１ｍｍ以上、ボルト頭部縁から０．１ｍｍ以上それぞれ離れた位置関係が保たれている。
【００２１】
これまでのばりの高さは最も大きかったものでも、高さ幅とも約０．１ｍｍであり、ボルトのばり１１や台座のばり５１があったとしても凸部８とボルト軸貫通孔７およびボルト頭部縁とに形成された０．１ｍｍ以上の隙間に吸収されるので凸部８の当接面にこれらのばりがはさまることを防止することができる。
【００２２】
図４に凸部８を上から見た図を示す。実線ａは凸部８の外縁形状を、実線ｂは内縁形状を示す。この実線ａと実線ｂの六角形の中心からの長さの差分が凸部８の幅Ｗとなる。また、点線ｃはボルト頭部の外縁形状を示し、点線ｄはボルト軸貫通孔７の外縁形状を示している。したがって、本発明の効果を発揮するためには、実線ａおよび実線ｂは、点線ｃおよび点線ｄからそれぞれ０．１ｍｍ以上離れて、点線ｃと点線ｄとの間に位置する必要がある。したがって、凸部８の幅Ｗは下式のようになる。
【００２３】
Ｗ≦（ボルト軸中心からボルト頭部外縁までの長さ−ボルト軸貫通孔７の半径）−０．２（ｍｍ）
本例では、Ｍ８ボルトの頭部の最長対角線約１５ｍｍの外縁に対し、０．２ｍｍ内側に離れた正六角形を凸部８の外縁形状ａとし、直径８．２ｍｍの貫通孔から０．１ｍｍ外側に離れた同心円を凸部８の内縁形状ｂとした。ここで、最長対角線が１４．６ｍｍの正六角形の外縁形状ａの面積から、直径８．４ｍｍの内縁形状ｂの円の面積を差し引いたものが、ボルト座面２と凸部８との当接面積Ａとなり、本実施例では８２．６ｍｍ２なった。この凸部８の面積があまりに小さすぎると、締め付けのときの圧縮でこの凸部８がクリープ縮みをおこし、使用期間中に凸部８がつぶれて、これがボルトの軸力低下を引き起こし、締め付け体の緩みの原因となりかねない。そのため台座５ａの材料の限界面圧をこえないような凸部の面積を確保しておく必要がある。
【００２４】
図５は六角座面・並目ねじのＴ−Ｆ−μ線図であり、締付トルクとボルト軸力との関係を示す。
【００２５】
本実施例では、規定締付トルクを１２±４Ｎｍとし、摩擦係数μ＝０．２５±０．５としているので、図５から、最も大きいボルト軸力Ｆｍａｘとなるのは、「締付トルク１６Ｎｍ、摩擦係数０．２」のときで、およそ９０００Ｎであることがわかる。そして前記の当接面積Ａで除算した値が、真鍮の限界面圧１８０Ｎ／ｍｍ２をこえないことが、当接面積の必要条件となるので、その当接面積Ａｍｍ２の下限値は、
Ｆｍａｘ÷前記金属部品の限界面圧＝９０００÷１８０＝５０ｍｍ２となり、
前述の結果から本例では当接面積Ａが、この下限値より大きい８２．６ｍｍ２であったので、凸部８がつぶれてゆるみをおこすというような問題は発生しないといえる。すなわち、本発明の特徴である凸部８の形成によりばりを吸収する隙間を設けた結果、ボルト座面２に対する凸部８の当接面積は減少するが、実使用に全く問題ないことを示している。
【００２６】
なお、実施例においては、凸部８は台座５ａに形成されていたが、本発明の特徴である凸部８の縁が、ボルト軸貫通孔７から０．１ｍｍ以上、ボルト頭部縁から０．１ｍｍ以上それぞれ離れた位置関係が保ち、それがばりを吸収するという点では、ボルト座面上に、同形状の凸部を形成しても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によるボルトインサートタイプの蓄電池用端子によれば、従来のボルトや台座に残ったばりが、当接面にはさまり、ゆるみをおこすという問題が発生せず、片手で締付工具の取っ手を水平に回しながら締め付けが可能なため、作業性の高い、そして前述の理由から高い信頼性の蓄電池用端子を提供でき、その工業的な価値は極めて大きい。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のボルトインサートタイプの端子の内部構造の一例を示す図
【図２】従来のボルトインサートタイプの端子でのボルト座面と台座との当接面の拡大図
【図３】本発明のボルトインサートタイプの端子でのボルト座面と台座との当接面の拡大図
【図４】本発明の端子用台座５ａの凸部８の上視図
【図５】六角座面・並目ねじのＴ−Ｆ−μ線図
【符号の説明】
１  ボルト
２  ボルト座面
３  ナット
４  接続板
５  台座（従来品）
５ａ  台座（発明品）
６  ブッシング
７  ボルト軸貫通孔
８  凸部
１１  ボルトのばり
５１  台座のばり
ａ  凸部の外縁形状
ｂ  凸部の内縁形状
ｃ  ボルト頭部の外縁形状
ｄ  ボルト軸貫通孔7の形状
Ａ  凸部８とボルト座面との接触面積
Ｗ  凸部８の幅
Ｈ  凸部８の高さ
Ｆ  軸力
Ｆｍａｘ  最大軸力
Ｔ  締付トルク
μ  摩擦係数
【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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