(57)【要約】【課題】制御弁式鉛蓄電池において、トリクル充電や長期間放置させた場合、制御弁式鉛蓄電池のガス吸収反応による減圧作用により、電槽の中仕切りと平行に位置する外側面の内壁中央付近のリブ根元において生じる亀裂を防止することを目的とする。【解決手段】複数セルからなるモノブロック電槽において、中仕切りと平行に位置する外側面の内壁に設ける高さ方向のリブ幅は、減圧により発生する応力に追従できるよう外側面の幅方向において中央部を最大とすることにより、上記課題を解決する制御弁式鉛蓄電池を提供できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数セルからなるモノブロック電槽を備えた制御弁式鉛蓄電池において、前記モノブロック電槽の中仕切りと平行に位置する外側面の内壁に設ける高さ方向のリブ幅は、前記外側面の幅方向において中央部が最大となることを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。
【請求項２】
外側面の内壁に設けた高さ方向のリブ幅は、前記外側面の幅方向において中央部が最大であり幅方向に順次減少することを特徴とする請求項１に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御弁式鉛蓄電池の電槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、車両のエンジン始動用、電動車用、バックアップ電源用やバイク電源用と様々な用途に用いられており、特にバックアップ電源に用いる鉛蓄電池では、設置姿勢の自由度が高い制御弁式鉛蓄電池が用いられる。
【０００３】
制御弁式鉛蓄電池は長寿命特性を実現させるため、正極板、ガラス繊維からなるセパレータおよび負極板で構成される極板群を電槽のセル室に挿入し、極板群を強く加圧する必要がある。電槽内壁には、極板群の端面と接する部分にリブを設け、極板群の挿入作業と電解液の注入作業が迅速かつ容易にできるようにしており、さらにこのリブは極板群の端面が接する電槽内壁に、リブ幅、高さ、長さを均等に割付けるよう設けられていた。
【０００４】
制御弁式鉛蓄電池は、トリクル充電時や長期間放置させた場合にセル室内の酸素ガスが負極に吸収され、セル室内部の圧力が減圧の方向になる。一方、充電時にセル室が充電ガスで加圧状態になると制御弁が開放することにより大気中にガスは放出される。セル室が減圧の場合においては制御弁が作動せず、最大ではセル室の全酸素が負極板に吸収されてしまう。ただし、現実的な構成においては、強く圧迫された状態の極板群がセル室内に存在しているので大幅な耐力設定は必要なく、現実にはセル室内が約−２５ｋＰａでの耐力設定で電槽強度を設定すれば良い。
【０００５】
例えば、特許文献１には極板群の変形、電解液の注液時の溢液を防止するために、端極板の面積と複数リブへの総接触面積の関係が記載されているが、リブ幅は同じである。
【０００６】
また、特許文献２には極板群の移動を防止するためのリブが端極板と接しない面の電槽内壁に設けているが、端極板と接する端側面のリブは同幅にて構成されている。
【特許文献１】特開２００３−３３８３１１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１１２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来から行ってきたリブの幅を均等に割付する方法の場合、セル室内の酸素ガスの吸収により鉛蓄電池内部が減圧し、電槽の外側面に発生する応力が中央部程大きくなる。そのため、その部分の応力集中により内壁中央付近のリブ根元において亀裂が発生するという問題が見られた。一方、電槽の中仕切りは、セル内が減圧状態になっても隣接するセル間において、圧力値はほぼ同じとなり均衡するため中仕切りにおける応力発生についての考慮は実用上無視できる。
【０００８】
上記のように、トリクル充電や長期間放置させた場合、制御弁式鉛蓄電池のガス吸収反応による減圧作用により、電槽の中仕切りと平行に位置する外側面は内壁中央付近のリブ根元において亀裂を生じるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、複数セルからなるモノブロック電槽を備えた制御弁式鉛蓄電池において、前記モノブロック電槽の中仕切りと平行に位置する外側面の内壁に設ける高さ方向のリブ幅は、前記外側面の幅方向において中
央部が最大となることを特徴とする制御弁式鉛蓄電池を示すものである。
【００１０】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１において、外側面の内壁に設けた高さ方向のリブ幅は、前記外側面の幅方向において中央部が最大であり幅方向に順次減少することを特徴とした制御弁式鉛蓄電池を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の制御弁式鉛蓄電池によると、上記の構成を有し、中仕切りと平行に位置する外側面の内壁に設ける高さ方向のリブ幅は、前記外側面の幅方向において中央部が最大となるようにリブを設けた電槽を用いることで、電槽の外側面の内壁におけるリブ根元に生じる亀裂を防止するという顕著な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
実施の形態として用いる電池としては６Ｖ１００Ａｈの制御弁式鉛蓄電池である。
【００１４】
図１は本発明における制御弁式鉛蓄電池の外観斜視図である。電槽１は上蓋２により接着剤等にて各セルの天面を覆い、正極端子３と負極端子４が電池天面のコーナー付近から突出している。上蓋２には制御弁（図示省略）上を覆う中蓋５が全３セルに対応して取り付けられている。
【００１５】
図２は本発明の電槽の斜視図であり、図３は本発明の電槽の平面図である。中仕切り６には均等に幅寸法が一定の中仕切りリブ７が配置され、中仕切り６と平行に位置する外側面８の内壁９には幅寸法が異なるリブ１０が配置されている。その外側面リブ１０の幅は、中央部リブ１０ａが最も広く、中央から外側面８の両幅方向のコーナー向かうリブ１０ｂ、１０ｃと順に幅が狭くなるリブを設けてある。
【００１６】
図３に示す電槽１の中仕切り６に挟まれた中間セル室１１と電槽の中仕切りと外側面８に挟まれた端セル室１２の各セルに、正極板、セパレータ、および負極板で構成された極板群（図示省略）を挿入し、前記極板群は強く圧迫され極板群圧力が加わった状態で構成される。端セル１２の外側面リブ１０の幅は中仕切り６の中間セル１１の中仕切りリブ７の幅よりも広く構成配置する。各リブ間の間隔は、極板群を均等に加圧することから等間隔にすることが望ましい。
【００１７】
端セル室１２における外側面８および中仕切り６幅方向の内寸は１６０ｍｍであり、前記外側面８には高さが１２０ｍｍのリブを５本有し、中央には幅１５ｍｍの外側面中央リブ１０ａが存在し、そこから外側面の幅方向に向かい外側面のコーナーに向かうリブ１０ｂの幅が５ｍｍ、次の外側面のコーナーに向かうリブ１０ｃの幅が３ｍｍと順次幅を減少させる。一方、中仕切り６には同様に高さが１２０ｍｍの中仕切りリブ７を９本有し、これらのリブ幅は３ｍｍと同じに設定されており、リブ間ピッチは１７．５ｍｍにて配置されている。また、前記外側面８の中央には幅１５ｍｍの外側面中央リブ１０ａを存在させ、そこから外側面の幅方向に向かい外側面のコーナーに向かうリブ１０ｂ、１０ｃの幅を４ｍｍと同じにしたリブ配置も同様に構成することができる。
【００１８】
図４は従来の電槽の平面図を示したもので、外側面リブ１０と中仕切りリブ７が幅３ｍｍと同一でそれぞれ９本存在している。
【実施例】
【００１９】
供試電池として、６Ｖ１００Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を用いて、外側面は内壁中央付近
のリブ根元において生じる亀裂の状況を調査した。
【００２０】
供試電池の電槽１は、外側面８の内側に存在する外側面リブ１０の構成を、中央部のリブ１０幅を１５ｍｍとし、コーナーに向かうリブ１０ｂ、１０ｃを５ｍｍと３ｍｍにした供試電池Ａ、コーナーに向かうリブ１０ｂ、１０ｃとも３ｍｍにした供試電池Ｂとして、これらの供試電池Ａ，Ｂのリブ数は５本とした。また、供試電池Ｃはリブ幅３ｍｍと同一にして、９本を等間隔にて配置した。これらの電槽を各１２個ずつ用意した。
【００２１】
供試電池の極板群は、正極板として幅１００ｍｍ、高さ１２１ｍｍ、厚み３．０ｍｍを用い、負極板は厚み２．５ｍｍで、セパレータは厚み２．５ｍｍにより作成し、これらの極板群を上記の各リブの種類を有したセル室に挿入し、常法により制御弁式鉛蓄電池を構成した。
【００２２】
これらの供試電池は、４０℃の充電電圧６．８５Ｖの連続トリクル充電を行い容量が初期の１０％になった寿命末期時点から、さらに６ヵ月間連続して過剰にトリクル充電を実施し確実に長側面下部に亀裂を生じるようにして、電槽長側面の中央部の下部における亀裂の発生率を調査し、その平均値を表１に示した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
供試電池Ａ、Ｂの外側面の内壁中央のリブ幅を大にして構成した電池では、試験終了後においても電槽中央下部に亀裂を生じることは無かった。一方、供試電池Ｃにおいては外側面中央下部より電解液が滲み出しており、この部分において亀裂が発生していた。上記結果より、中央リブ幅を大きくすることにより外側面で最大の応力がかかる部分の強度を向上させることができた。
【００２５】
一方、供試電池Ｃに用いた電槽１の外側面８の厚みは４ｍｍであり、極板群が存在する状態でセル内の酸素ガス吸収現象が生じた際の外側面最大変形量は１．１ｍｍで、その変形量と同じになるように極板群のない状態でセル室を構成した。その時の内圧は−２５ｋｐａであり、電槽１の端セル室１２が−２５ｋｐａまで減圧した時が最大の減圧値と想定した。端セル室１２の内圧がー２５ｋｐａの時、外側面８に加わる応力分布をＣＡＥ解析により求めた。その結果、外側面８の外側面中央部のリブ１０ａ、外側面のコーナーに向かうリブ１０ｂ、外側面のコーナーに向かうリブ１０ｃにおける応力値はそれぞれ、０．６ｋｇｆ／ｍｍ２  、０．３８ｋｇｆ／ｍｍ２  、０．１５ｋｇｆ／ｍｍ２  であった。
【００２６】
これらの応力値に追従するリブ幅寸法は中央部を最大にし、順次リブ幅を小さくすることにより外側面８の変形量を最小化できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、電槽セル内にかかる応力に追従できるようにリブ幅を設け強度を向上
させることで、ガス吸収反応による減圧作用による電槽の外側面内壁中央付近のリブ根元において生じる亀裂を防止でき信頼性の高い制御弁式鉛蓄電池を得ることができ、その工業的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の制御弁式鉛蓄電池の外観斜視図
【図２】本発明の電槽の斜視図
【図３】本発明の電槽の平面図
【図４】従来の電槽の平面図
【符号の説明】
【００２９】
１    電槽
２    上蓋
３    正極端子
４    負極端子
５    中蓋
６    中仕切り
７    中仕切りリブ
８    外側面
９    外側面の内壁
１０    外側面リブ
１０ａ  外側面中央部のリブ
１０ｂ  外側面のコーナーに向かうリブ
１０ｃ  外側面のコーナーに向かうリブ
１１    中間セル室
１２    端セル室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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