(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極板群ストラップのセル間接続位置をセル間隔壁の中央付近に配置するモノブロック鉛蓄電池に使用される、添加材を添加することによって剛性を向上させた高剛性樹脂材料を使用した射出成型電槽であって、セル間隔壁の中央上部のセル間接続位置以外の部分に樹脂のウェルドラインを有する鉛蓄電池用電槽。
【請求項２】
請求項１記載の鉛蓄電池用電槽を製造する鉛蓄電池用電槽の製造方法において、射出成型金型のゲートの位置を、電槽のセル間隔壁下辺が電槽底面と交差する線上の、隔壁中央と電槽側壁の間の電槽底面に設定することを特徴とする鉛蓄電池用電槽の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の鉛蓄電池用電槽を製造する鉛蓄電池用電槽の製造方法において、射出成型金型のゲートの位置を、電槽のセル間隔壁下辺が電槽底面と交差する線上の側壁付近の電槽底面に設定することを特徴とする鉛蓄電池用電槽の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の鉛蓄電池用電槽を製造する鉛蓄電池用電槽の製造方法において、射出成型金型のゲートの位置を、電槽のセル間隔壁下辺が電槽底面と交差する線上において中心に非対称に電槽底面に設定することを特徴とする鉛蓄電池用電槽の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池用電槽およびその製造方法に関し、特に高剛性樹脂材料を使用する鉛蓄電池用電槽とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池用電槽のほとんどは、耐酸性、耐酸化性、耐油性、耐熱性、加工性、機械的強さ、材料コスト等によりポリプロピレン樹脂の成形品が使用されている。しかしながら、制御弁式鉛蓄電池では、ポリプロピレンが比較的柔軟であり、正極活物質の圧迫保持による長寿命化、あるいは充電時の発生ガスによる電槽の膨れを抑制する必要性から、高剛性樹脂を電槽の材料に使用している。
【０００３】
このような材料の一つに、熱可塑性樹脂に各種の添加材を添加し、剛性を向上させたもの、例えばポリプロピレンにガラスやタルク等の短繊維や微粉末を５〜３０重量％程度添加したものがある。
【０００４】
このような高剛性樹脂材料によって電槽を成形するには、通常の射出成形と同様に、電槽形状のキャビティーをもつ金型本体の１ないし複数個のゲートに溶融樹脂を高温・高圧で注入して行われる。樹脂の注入とキャビティー内での融合そのものは数秒で完了し、その後樹脂の固化を待って取り出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、射出成形においては、樹脂の流れる方向性はゲートの位置により左右される。成型物が棒状のものであれば、単純であるが、モノブロック電槽のような形態のものでは、ひとつのゲートより流れ込んだ樹脂は、他のゲートからの樹脂と出合って融合し、所定の形状に成形される。このように融合した線はウェルドラインと呼ばれ、材料や成型条件を選べば外観上も強度面でも問題ない程度となる。
【０００６】
ところが高剛性樹脂材料の場合には、ペレットでは添加された微粉体のガラスあるいはタルクが均一に分散しているにもかかわらず、射出成型時の流れにより添加材の一部は縞状の模様となってウェルドライン上に鮮明に現れ、商品価値を下げるのみならず、機械的強度にも影響を及ぼす欠陥となる。蓄電池用電槽の場合、この欠陥はセル間の隔壁に現れやすく、この部分を加工すれば割れが発生したり、割れないまでも目視されない程度の損傷が発生し、電解液の漏洩、漏電の原因となり、特に制御弁式鉛蓄電池の場合にはセル間の気密性が確保されないため、特定のセルの容量減少、期待寿命を発揮できない等、電池性能に大きく影響を与える欠点があった。
【０００７】
一方、電池の高出力化の要求は近年増加しているので、高剛性材料を使用して電槽の肉厚を薄くする設計が必要になる。また、極板の配向を電槽長側面に平行として複数個のセルを一列に配列したモノブロック電池の極板群構成では、重量軽減と電圧低下損失を小さくするため、セル間接続体を隔壁上部の中央を貫通させて接続（ＴＴＰ接続）する設計にするのが望ましい。このため、従来のゲート位置により成型された電槽の場合、ウェルドラインが隔壁中央付近に出現し、該部に孔あけ加工する際や、あるいは抵抗溶接機により隣接するセル間を接続繋持する際に、ウエルドラインに沿って隔壁が亀裂する等の不具合が発生する。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】
これらの欠点を解消するため、請求項１記載の発明は、極板群ストラップのセル間接続位置をセル間隔壁の中央付近に配置するモノブロック鉛蓄電池に使用される、添加材を添加することによって剛性を向上させた高剛性樹脂材料を使用した射出成型電槽であって、セル間隔壁の中央上部のセル間接続位置以外の部分に樹脂のウェルドラインを有する鉛蓄電池用電槽である。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の鉛蓄電池用電槽を製造する製造方法において、射出成型金型のゲ−トの位置を、電槽のセル間隔壁下辺が電槽底面と交差する線上の、隔壁中央と電槽側壁の間の電槽底面に設定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の鉛蓄電池用電槽を製造する製造方法において、射出成型金型のゲ−トの位置を、電槽のセル間隔壁下辺が電槽底面と交差する線上の側壁付近の電槽底面に設定することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の鉛蓄電池用電槽を製造する製造方法において、射出成型金型のゲ−トの位置を、電槽のセル間隔壁下辺が電槽底面と交差する線上において中心に非対称に電槽底面に設定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を、図面により説明する。
【００１３】
図１は、従来のゲート位置の一例を示す電槽底面の平面図である。１はゲート位置、３は電槽底面、４は電槽側面、５はセル間隔壁である。左右が略対称に設計されている電槽では、ゲートは電槽の短側壁およびセル間隔壁のそれぞれの下辺が電槽底面と交差する線上の中央に設けられるのが普通である。
【００１４】
図２は、従来の他の一例のゲート位置を示す電槽底面の平面図である。ゲートは電槽の各セルの底面中央に設けられている。
【００１５】
図３のａからｄは、図１のゲート位置で射出成形された電槽の隔壁における樹脂の流れの経時的進行を示したもので、９は射出位置を示す。なお使用した高剛性樹脂はタルクを１５重量％添加した市販のポリプロピレン樹脂である。
【００１６】
図３ａでは電槽底面に相当する下部より射出された樹脂は、底面全体に広がると同時にやや厚肉となっている長側面側に流れ、それより若干薄肉となっている隔壁部分にも流入する。長側面ではほぼ左右両側で同一程度に形成される。従来、ゲートを成型物の中心線上に配置することが射出成形の基本条件とされていたのは、左右の均等な成型を意図していたからでもある。次に注入された樹脂は、図３ｂのように順次下部から中央部、上部へと進行する。最後に図３ｃのように、隔壁上縁に到達して内側へ広がり、隔壁中央頂部に到達して終了する。図３ｄにこの時形成されたウェルドライン８を示す。このウェルドラインは射出樹脂の最終到達部位に形成され、各隔壁のほぼ同一の箇所に残存する。
【００１７】
図４は本発明による左右ほとんど面対称な電槽を射出成形する際の底面ゲート位置の一例を示す平面図で、２はゲート位置である。図５は図４による成形における射出成形樹脂のウェルドライン８’の残存を示し、９'は射出位置を示している。射出成形樹脂の金型内における進行状態は省略するが、射出位置が従来の中央から片側の電槽長側面側へ移動することにより、樹脂の流れは移動させた側および底面が先に進行し、次に片側長側面より隔壁中央部および隔壁頂部を経て、もう一方の長側面側に移り収束する。従ってウェルドラインは射出ゲートを設けない長側面側と、隔壁との境界部位に移り、二次加工を施す隔壁中央面には全く出現せず、何ら不具合発生を引起さない成形品を得た。なおこれら射出樹脂の進行は、近年の流動解析等のシミュレーション、あるいは射出成形時に総樹脂量を決定する際、総樹脂量の何分の１かの樹脂量を順次射出する過程から確認することができる。
【００１８】
図６に、左右がほとんど面対称な電槽を従来のゲート１に併せて本発明のゲート２を設けた金型により製造する際の底面中央部および電槽長側面側に設けたゲートを示す平面図で、図７にこれらのゲート１、２を同時に開放して得られたウェルドラインの残存を示す。これによると、ウェルドライン８’は従来のものに比較して、射出ゲートの位置から遠い長側面側に移動することがわかる。
【００１９】
なお、電槽の形状がほとんど左右対称ではない場合はその具体的条件に応じて射出ゲ−トの位置を調整することで、隔壁の中央部位にウェルドラインが位置しない電槽を成形できる。
【００２０】
【実施例】
ポリプロピレンに微粉タルクを１５重量％混入した電槽用の高剛性樹脂を用いて６セルを１列に配置した左右略均等な１２ボルトのモノブロック電槽を使用した電池の生産において、電槽の隔壁中央部にＴＴＰ接続の孔をあけ、セル間接続体を抵抗溶接した後の不具合発生件数を調査し、結果を表１に示す。データはライン生産された電池６００個についてのものである。対象の電池は１個につき５箇所の接続箇所があるため、合計３０００箇所についてのデータである。従来の製造法による電槽での不具合発生数を表１の上段に、本発明によるものを下段に示す。明らかに本発明により不具合発生が避けられたことがわかる。
【００２１】
【表１】
0003876981.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、隔壁上部のＴＴＰ接続に関わる２次加工を何ら不具合なく実施できる電槽を供給することことができる。
【００２３】
請求項２〜４の発明によれば、隔壁上部のＴＴＰ接続に関わる２次加工を何ら不具合なく実施できる電槽の製造方法をを提供できる。
【００２４】
従って、本発明はより優れた品質を保証する鉛蓄電池、特に排気弁式鉛蓄電池を消費者に供給できる効果がある。
【００２５】
本発明は特に極板の配向を電槽長側面に平行として複数個のセルを一列に配列した極板群構成モノブロック電池に使用し、セル間の接続体を隔壁上部の中央を貫通して接続（ＴＴＰ接続）する構造とすれば、電池の重量軽減と電圧低下損失の減少ができ、電池重量当たりのエネルギと出力の向上に役立つ。
【００２６】
なお、本発明は、極板の配向を電槽長側面に平行として複数個のセルを一列に配列、接続した極板群構成の複数列を平行に配置してなるモノブロック電池に使用しても効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電槽底面の平面図に電槽のゲート位置を示した図である。
【図２】従来の電槽底面の平面図に電槽のゲート位置を示す他の例の図である。
【図３】図１のゲート位置で射出成形された電槽の、隔壁における樹脂の流れの経時的進行を示した図である。
【図４】本発明の一実施例の、電槽底面の平面図にゲート位置を示す図である。
【図５】図４の方法による電槽隔壁のウエルドラインの一例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例の、電槽底面の平面図にゲート位置を示す図である。
【図７】図６の方法による電槽の隔壁のウエルドラインの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  従来のゲート位置
２  本発明のゲート位置
３  電槽底面
５  セル隔壁
７  射出樹脂
８  従来のウェルドライン
８’本発明のウエルドライン
９  従来の射出位置
９’本発明の射出位置
【図１】
0003876981.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003876981.tif 000007
【図６】
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【図７】
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