(57)【要約】【課題】セパレータの波打ち変形を抑制可能な鉛蓄電池を提供する。【解決手段】正極板１１と負極板１２とを、セパレータ２１及びガラスマット２２を介して交互に積層した極板群１０と、極板群１０を収容する電槽と、電槽の上方開口を覆う蓋とを備える鉛蓄電池において、ガラスマット２２の上縁部２２ａが、セパレータ２１の上縁部２１ａよりも上方に突出し、その突出量Ｓ２が、１．８〜１０ｍｍである。この構成により、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形をガラスマット２２で矯正し、また、ガラスマット２２でセパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形を見えにくくすることが可能になる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とを、セパレータ及びガラスマットを介して交互に積層した極板群と、前記極板群を収容する電槽と、前記電槽の上方開口を覆う蓋とを備える鉛蓄電池において、前記ガラスマットの上縁部が、前記セパレータの上縁部よりも上方に突出し、その突出量が、１．８〜１０ｍｍであることを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
前記ガラスマットは、前記セパレータよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記セパレータは、前記正極板及び前記負極板の上縁部から上方に４〜５ｍｍ突出することを特徴とする請求項１又は２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記ガラスマットは非袋状であり、前記正極板と前記負極板との間に別体の前記ガラスマットがそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板と負極板とが、セパレータ及びガラスマットを介して交互に積層された鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正極板と負極板とを、セパレータ及びガラスマットを介して交互に積層した極板群と、前記極板群を収容する電槽と、電槽の上方開口を覆う蓋とを備える鉛蓄電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２８６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、鉛蓄電池を組み立てた後に蓋に設けられた液口を覗くと、セパレータが波形状に変形する波打ち変形が発生していることがあった。
以下の図４で鉛蓄電池用セパレータの変形について説明する。
図４は、従来の鉛蓄電池を構成する極板群１００を示す説明図であり、図４（Ａ）は極板群１００の断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ矢視図（上面図）である。
図４（Ａ）において、鉛蓄電池では、その電槽内が隔壁により複数の室に分割され、各室内に極板群１００が配置され、セルを構成する。
【０００５】
極板群１００は、正極板１０１及び負極板１０２と、正極板１０１及び負極板１０２のそれぞれを隔てて絶縁する絶縁板１０３とを備える。
絶縁板１０３は、負極板１０２の両側に隣接するセパレータ１０５と、正極板１０１の両側に隣接するガラスマット１０６とから構成される。
セパレータ１０５は、その上縁部１０５ａが、正極板１０１、負極板１０２及びガラスマット１０６よりも上方に突出しているか、セパレータ１０５とガラスマット１０６の高さが同一となるよう構成されている。
【０００６】
この鉛蓄電池を組み立てた直後では、セパレータ１０５に波打ち変形は発生していないが、暫く立つと、図４（Ｂ）に示すように、セパレータ１０５の上縁部１０５ａには、波形状に変形する波打ち変形が発生することがあった。
上記のようなセパレータ１０５の上縁部１０５ａの波打ち変形は、正極板と負極板との短絡を抑制することを困難とさせるものであり、また、外観品質を低下させるものであり、波打ち変形を抑制することが望まれる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、セパレータの波打ち変形を抑制することが可能な鉛蓄電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、正極板と負極板とを、セパレータ及びガラスマットを介して交互に積層した極板群と、前記極板群を収容する電槽と、前記電槽の上方開口を覆う蓋とを備える鉛蓄電池において、前記ガラスマットの上縁部が前記セパレータの上縁部よりも上方に突出し、その突出量が、１．８〜１０ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
この構成によれば、セパレータ上縁部の波打ち変形をガラスマットで矯正して正極板と負極板との短絡を抑制することができる。また、ガラスマットでセパレータ上縁部の波打ち変形を見えにくくすることができる。
【０００８】
セパレータ上縁部に対するガラスマット上縁部の上方への突出量が、１．８ｍｍ未満では、ガラスマット上縁部の加工時の寸法ばらつき等の影響を受け、セパレータ上縁部の波打ち変形の矯正効果が小さく、また、波打ち変形が上方から見えやすくなる。また、ガラスマット上縁部の突出量が１０ｍｍを越えると、正極板及び負極板の上縁部の耳部をストラップに群溶接する際に、複数枚の正極板又は複数枚の負極板の上縁を揃える群揃えが難しくなり、組立に手間取る。更に、ガラスマットの上縁部の突出量が大きいためにガラスマット上縁部が曲がったり折れたりしやすくなる。
【０００９】
これに対してガラスマットの上縁部の突出量を１．８〜１０ｍｍとすることで、ガラスマット上縁部の加工時の寸法ばらつき等の影響を受けにくくなり、セパレータ上縁部の波打ち変形の矯正効果を大きくすることができ、また、波打ち変形が上方から見えにくくなる。
【００１０】
上記構成において、前記ガラスマットは、前記セパレータよりも厚く形成されていても良い。この構成によれば、ガラスマットの剛性を高めることができ、セパレータ上縁部の波打ち変形をより一層矯正しやすくすることができるとともに、波打ち変形をより目立たなくすることができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記セパレータは、前記正極板及び前記負極板の上縁部から上方に４〜５ｍｍ突出するようにしても良い。この構成によれば、正極板と負極板との短絡を防止することができる。
また、上記構成において、前記ガラスマットは非袋状であり、前記正極板と前記負極板との間に別体の前記ガラスマットがそれぞれ配置されるようにしても良い。この構成によれば、ガラスマットを非袋状にすることで、ガラスマットを容易に形成できるとともに成形自由度を増すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ガラスマットの上縁部がセパレータの上縁部よりも上方に突出し、その突出量が、１．８〜１０ｍｍであるので、セパレータ上縁部の波打ち変形をガラスマットで矯正して抑制することができる。また、ガラスマットでセパレータ上縁部の波打ち変形を見えにくくすることができる。また、正極板が上方に位置ずれしたとしても、正極板と負極板との短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の鉛蓄電池を示す斜視図である。
【図２】鉛蓄電池の一部を破断した状態を示す要部斜視図である。
【図３】極板群の断面図である。
【図４】従来の鉛蓄電池を構成する極板群を示す説明図である。図４（Ａ）は極板群の断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ矢視図（上面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の鉛蓄電池３０を示す斜視図、図２は、鉛蓄電池３０の一部を破断した状態を示す要部斜視図である。
図１及び図２に示すように、鉛蓄電池３０は、隔壁により複数のセル室３１に区画された箱形の電槽３２と、各セル室３１に収容された極板群１０と、電槽３２の上方開口を覆う蓋３３とを備えている。電槽３２内には、蓋３３に設けられた複数の液口（不図示）から電解液が注入される。液口は液口栓３４で塞がれている。
【００１５】
極板群１０は、複数枚の正極板が正極ストラップ１５に接続され、複数枚の負極板が負極ストラップ１６に接続されている。複数の極板群１０のうち、端となる２つの極板群１０には、それぞれ鉛製の極柱２４が設けられる。図２中に示す一方の極板群１０では、負極ストラップ１６に極柱２４が設けられ、極柱２４の上端部が外部接続端子である負極端子２４Ｂとなる。他方の極板群では、正極ストラップに極柱が設けられ、その極柱の上端部が外部接続端子である正極端子２４Ａとなる。また、正極ストラップ１５及び負極ストラップ１６には、隣り合うセル室３１に配置されたそれぞれの極板群１０を接続するセル間接続体２５が設けられる。
【００１６】
図３は、極板群１０の断面図である。
図３では、図２に示した極板群１０の一部の断面を示している。
極板群１０は、複数枚の正極板１１及び複数枚の負極板１２と、負極板１２を両側から挟むように配置されたセパレータ２１と、セパレータ２１に隣接するとともに正極板１１を両側から挟むように配置されたガラスマット２２とから構成される。
図示したように、極板群１０は、複数枚の正極板１１と複数枚の負極板１２とを、セパレータ２１及びガラスマット２２を介して交互に積層して構成される。複数枚の正極板１１の上端には上方に突出する耳部１１ｂが設けられ、各耳部１１ｂは正極ストラップ１５に接続される。また、複数枚の負極板１２の上端には上方に突出する耳部１２ｂが設けられ、各耳部１２ｂは負極ストラップ１６に接続される。
正極板１１及び負極板１２は、鉛合金製の格子の空間に活物質を保持させたものであり、活物質として、正極板１１では二酸化鉛、負極板１２では海綿状鉛を用いている。正極板１１と負極板１２とは、両方共に矩形板状で、略同一の大きさに形成されている。
【００１７】
セパレータ２１は、細いガラス繊維又は合成樹脂繊維の不織布から形成され、電解液を保持し、正極板１１、負極板１２間の短絡を防止する。
ガラスマット２２は、細いガラス繊維を縦横に交差させ、幾層にも重ねてフェルト状にしたものであり、正極板１１を両側からガラスマット２２で加圧して挟み込んだ状態とすることで、正極板１１からの活物質の脱落を防止する。
なお、セパレータ２１及びガラスマット２２は、絶縁板１３を構成する。
【００１８】
極板群１０については、蓋３３（図２参照）の液口からセパレータ２１やガラスマット２２の各上縁部２１ａ，２２ａを視認することができる。
また、本実施形態の鉛蓄電池３０は、ディーゼルエンジンを搭載した自動車、トラックやアイドリングストップ付きバスなどの比較的振動が多い車両に搭載される。従来、セパレータには、極板を収容する袋状に形成された袋状セパレータが有るが、本実施形態のセパレータは、非袋状であり、正極板１１と負極板１２との間にそれぞれ配置される一枚のシートであり、従来に比して振動に好適な構成となっている。
なお、ガラスマットを非袋状にすることで、ガラスマットを容易に形成できるとともに成形自由度を増すことができる。
【００１９】
正極板１１の上縁部１１ａから上方に耳部１１ｂが延び、耳部１１ｂの上端が正極ストラップ１５の下端に接続されている。同様に、負極板１２の上縁部１２ａから上方に耳部１２ｂが延び、負極ストラップ１６の下端に接続されている。
セパレータ２１の上縁部２１ａは、正極板１１及び負極板１２の上縁部１１ａ，１２ａよりも上方に突出量Ｓ１だけ突出している。例えば、突出量Ｓ１は、４〜５ｍｍである。
また、ガラスマット２２は、その上縁部２２ａがセパレータ２１の上縁部２１ａよりも上方に突出量Ｓ２だけ突出している。例えば、突出量Ｓ２は、１．８〜１０ｍｍである。好ましくは、突出量Ｓ２は、２〜６ｍｍである。
【００２０】
セパレータ２１の厚さをＴ１、ガラスマット２２の厚さをＴ２とすると、ガラスマット２２の厚さＴ２は、セパレータ２１の厚さＴ１よりも大きい（Ｔ２＞Ｔ１）。例えば、セパレータ２１の厚さは、０．２〜０．３ｍｍ、ガラスマット２２の厚さは、０．４〜０．５ｍｍである。
ガラスマット２２の硬度は、セパレータ２１の硬度よりも高くなっている。
ガラスマット２２をセパレータ２１よりも厚く且つ高硬度とすることで、ガラスマット２２をセパレータ２１よりも高剛性とすることができる。
【００２１】
これに加えて、ガラスマット２２は、セパレータ２１に隣接するとともにセパレータ２１よりも上方に突出することで、セパレータ２１の上縁部２２ａを側方から押え付ける構造であるため、セパレータ２１の上縁部２１ａに発生する波打ち変形を矯正して抑制することができる。更に、極板群１０を上方の蓋３３（図２参照）に設けられた液口から覗いたときに、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ちを見えにくくすることができる。これにより、極板群１０の外観品質を向上させることができる。
【００２２】
例えば、セパレータ２１の上縁部２１ａからのガラスマット２２の上縁部２２ａの突出量Ｓ２が１．８ｍｍ未満である場合には、ガラスマット２２の上縁部２２ａの加工時の寸法ばらつきの影響等を受け、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形を抑えることが難しくなる。また、例えば、突出量Ｓ２が１０ｍｍを越える場合には、正極板１１の上縁部１１ａ、負極板１２の上縁部１２ａあるいはセパレータ２１の上縁部２１ａからガラスマット２２の上縁部２２ａまでの距離が大きくなる。これにより、極板群１０を組み立てる際に、複数のガラスマット２２のそれぞれの上縁部２２ａの高さを一定に揃える群揃えが難しくなり、正極板１１の耳部１１ｂ、負極板１２の耳部１２ｂを正極ストラップ１５、負極ストラップ１６に溶接にて接合する作業に手間取ることになる。また、ガラスマット２２の上縁部２２ａ側の曲がりや折れ等が発生することがある。
【００２３】
従って、ガラスマット２２の上縁部２２ａの突出量Ｓ２を０．８〜１０ｍｍとすることで、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形が抑えやすくなるとともに、ガラスマット２２の上縁部２２ａの群揃えが容易になって極板群１０を組立やすくなる。更に、上縁部２２ａの曲がりや折れの発生を防止することができる。以上のことから、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形を抑制することができる。好ましくは、突出量Ｓ２を２〜６ｍｍとすることで、上記した効果をより一層高めながら、波打ち変形を抑制することができる。
【００２４】
ガラスマット２２の厚さが０．４ｍｍ未満では、ガラスマット２２の剛性が低くなり、セパレータ２１の矯正力が小さくなって波打ち変形の抑制効果が小さくなる。また、ガラスマット２２の厚さが０．５ｍｍを越えると、ガラスマット２２の剛性は高くなるが、極板群１０の全体の厚さ（群厚）が大きくなり、ひいては鉛蓄電池３０の大型化を招く。
従って、ガラスマット２２の厚さを０．４〜０．５ｍｍとすることで、鉛蓄電池３０の小型化を図りながらセパレータ２１の波打ち変形を効果的に抑制することができる。
【００２５】
以上の図１及び図２に示したように、正極板１１と負極板１２とを、セパレータ２１及びガラスマット２２を介して交互に積層した極板群１０と、極板群１０を収容する電槽と、電槽の上方開口を覆う蓋とを備える鉛蓄電池３０において、ガラスマット２２の上縁部２２ａが、セパレータ２１の上縁部２１ａよりも上方に突出し、その突出量Ｓ２が、１．８〜１０ｍｍである。
この構成によれば、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形をガラスマット２２で矯正することで正極板と負極板との短絡を抑制することができる。また、ガラスマット２２でセパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形を見えにくくすることができる。
また、正極板１１が上方に位置ずれしたとしても、正極板１１と負極板１２との短絡を防止することができる。
【００２６】
また、図２に示したように、ガラスマット２２は、セパレータ２１よりも厚く形成されているので、ガラスマット２２の剛性を高めることができ、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形をより一層矯正しやすくできるとともに、波打ち変形をより目立たなくすることができる。
また、ガラスマット２２は、セパレータ２１よりも高硬度に形成されているので、ガラスマット２２の剛性を高めることができ、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形をより一層矯正しやすくすることができる。
また、セパレータ２１は、正極板１１及び負極板１２の上縁部１１ａ，１２ａから上方に４〜５ｍｍ突出するので、負極板１２が上方に位置ずれしたとしても、正極板１１と負極板１２との短絡を防止することができる。
【００２７】
また、ガラスマットは非袋状であり、積層される正極板１１と負極板１２との間に別体のガラスマット２２がそれぞれ配置されるので、ガラスマット２２を非袋状にすることで、ガラスマット２２を容易に形成できるとともに成形自由度を増すことができる。
また、本実施形態の鉛蓄電池３０は、ディーゼルエンジンを搭載した自動車、トラックやアイドリングストップ付きバスなどの比較的振動が多い車両に搭載された場合でも、セパレータ２１及びガラスマット２２により正極板１１と負極板１２との短絡を防止することができる。また、車両の振動が大きくなると、セパレータ２１の上縁部２１ａの波打ち変形が、時間経過とともに助長されて大きくなる恐れがある。このような課題に対して、セパレータ２１に隣接するガラスマット２２の突出量Ｓ２を上記した所定範囲に設定するとともにガラスマット２２の剛性を高めることで、解決することができる。
【００２８】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  極板群
１１  正極板
１１ａ  正極板の上縁部
１２  負極板
１２ａ  負極板の上縁部
２１  セパレータ
２１ａ  上縁部
２２  ガラスマット
２２ａ  ガラスマットの上縁部
３０  鉛蓄電池
Ｓ２  ガラスマットの突出量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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