(57)【要約】【課題】振動により電解液の液面に生じる波立ちにより電解液が液口栓から漏れるのを防止することができる鉛蓄電池を提供する。【解決手段】少なくとも一部が電解液中に沈められて電解液の液面の波動を抑制するボール状の波動抑制部材２０を極板群５の上方に配置した。【効果】波動抑制部材２０により、電解液の液面６ａに生じる波立ちを抑制することができるため、電解液の液面の波立ちにより電解液が液口栓８から外部に漏れるおそれを無くすことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電槽内に極板群が電解液とともに収容され、前記電槽の蓋に設けられた液口に液口栓が取り付けられてなる鉛蓄電池において、
少なくとも一部が前記電解液中に沈められるかまたは前記電解液の液面に浮かべられて前記電解液の液面の波動を抑制する波動抑制部材が前記極板群の上方に配置されていることを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
前記波動抑制部材は、耐酸性を有する絶縁材料により形成されている請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記波動抑制部材は、電解液の比重以上の比重を有する絶縁材料により形成されている請求項２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記波動抑制部材は、前記電槽の蓋に形成されている突起部の最下端と前記極板群との間の距離よりも僅かに小さい外径を有するボール状の形状に形成されて、少なくとも前記電解液の液面レベルが上限レベルにあるときには、該波動抑制部材の全体が前記電解液中に沈むように構成されている請求項３に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記波動抑制部材は、直方体状または立方体状に形成されて、前記電解液の液面レベルが上限レベルにあるときに全体が電解液中に沈んで上面が電解液の液面付近に位置するように配置されている請求項２または３に記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記波動抑制部材は、多孔性を有する材料により形成されて内部に電解液が含浸し得るように構成されている請求項２，３，４または５に記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記波動抑制部材は、その外壁部に多数の貫通孔が形成された中空の部材からなっていて内部に電解液が充填されるように構成されている請求項２，３，４または５に記載の鉛蓄電池。
【請求項８】
前記波動抑制部材は、前記極板群の上部に設けられている陰極ストラップ及び陽極ストラップの間に配置されている請求項２ないし７のいずれか一つに記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、例えば特許文献１に示されているように、内部が複数のセル室に区画された電槽と、電槽の各セル室内に収容された極板群及び電解液とを備えている。電槽の蓋には各セル室に連通する液口が設けられ、該液口には液口栓が着脱可能に取り付けられる。液口が外部に開口した状態で設けられる鉛蓄電池では、多くの場合、電槽の蓋の下面に、各液口の周囲から下方に（極板群側に）突出した筒状の電解液面規定用突起が設けられ、電解液の液面が上記突起の下端に達するように各セル室内に注入される電解液の量が調整される。電解液面規定用突起の周壁部の下端寄りの部分には、ガスを流通させるスリットが形成されている。上記電解液面規定用突起は、ウェルとも呼ばれており、液口栓を外した状態で液口を通して電解液の液面がウェルの下端に達しているか否かを見ることにより、電解液の液面が規定の上限レベルにあるか否かを確認し得るようになっている。ウェルの下端の位置は、極板群の上端よりも更に上方の位置に設定されるため、電解液の液面は、極板群の上端よりも更に上方の位置に達している。
【特許文献１】特開平１１−４０１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような鉛蓄電池を自動車等の激しい振動が生じる機器に搭載した場合には、電槽に振動が加わった際に電解液の液面が激しく波打ち、電解液が液口栓を通して外部に漏れるおそれがある。
【０００４】
なお密閉型の鉛蓄電池では、電槽の上蓋の内側に中蓋を設けて、該中蓋に液口と液口栓とを設け、中蓋の上に漏れ出た電解液を電槽内に還流させる構造を採ることがある。この場合は、電解液の液面が波打った際に電槽の中蓋の上に電解液が漏れ出るおそれがあるが、中蓋の上であっても、漏れ出る電解液の量が多くなることは好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、電解液の液面の波立ちにより液口栓から電解液が漏れるのを抑制することができるようにした鉛蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電槽内に極板群を電解液とともに収容し、電槽の蓋に設けられた液口に液口栓を取り付けてなる鉛蓄電池に係わるもので、本発明においては、少なくとも一部が電解液中に沈められるか、または電解液の液面に浮かべられて電解液の液面の波動を抑制する波動抑制部材が極板群の上方に配置されている。
【０００７】
上記のように、波動抑制部材を設けておくと、該波動抑制部材により電解液の液面の波立ちを抑制することができるため、電池が振動を受けた場合に電解液の液面が大きく波立って、液口栓を通して電解液が漏出するのを防ぐことができる。
【０００８】
上記波動抑制部材は、電解液の液面に生じる波に反射、回折、干渉等を生じさせて、波動エネルギを減衰させたり、波のエネルギを特定の物体の運動エネルギに変換して消費させたりする作用を有するものであればよい。波動抑制部材の少なくとも一部を電解液中に沈めた状態で配置する場合には、該波動抑制部材を、海岸や防波堤に設置される波消しブロックと同様の形状に形成することができる。また波動抑制部材を電解液の液面に浮かべた状態で配置する場合には、波動抑制部材として、プールのコースロープと同様に複数の浮きを連結した構造を有するものを用いることができる。
【０００９】
当然のことながら、上記波動抑制部材は、耐酸性を有する絶縁材料により形成することが好ましい。
【００１０】
本発明の好ましい態様では、上記波動抑制部材が、電槽の蓋に形成されている突起部の最下端と極板群との間の距離よりも僅かに小さい外径を有するボール状の形状に形成されて、少なくとも電解液の液面レベルが上限レベルにあるときには、該波動抑制部材の全体が電解液中に沈むように構成されている。この波動抑制部材は、耐酸性を有し、電解液の比重以上の比重を有する絶縁材料により形成するのが好ましい。
【００１１】
上記のように、波動抑制部材を、電槽の蓋に形成されている突起部の最下端（電解液の液面の上限レベル付近）と極板群との間の距離よりも僅かに小さい外径を有するボール状の形状に形成して、その全体を電解液中に沈めた状態で配置しておくと、電解液の液面に生じた波が波動抑制部材の上部に当って減衰させられるため、電解液の液面の波立ちを抑制することができ、電池が振動を受けた場合に電解液の液面が大きく波立って、液口栓を通して電解液が漏出するのを防ぐことができる。
【００１２】
前述のように、波動抑制部材としては、波消しブロックやコースロープと同様のものを用いることができるが、このような波動抑制部材は、電槽内に設置するに当たって、所定の位置に固定したり係留したりする必要があるため、その設置に手間がかかり、鉛蓄電池の組み立てを面倒にするおそれがある。これに対し、上記のように、波動抑制部材をボール状の形状に形成して、その全体を電解液中に沈めた状態で配置するようにすると、電槽の蓋を取り付ける前にボール状の部材を極板群の上に載せるだけで、波動抑制部材を電池に組み込むことができるため、電池の組み立てを特に面倒にすることなく、電解液の液面の波立ちが抑制された鉛蓄電池を得ることができる。
【００１３】
上記波動抑制部材は、直方体状または立方体状に形成することもできる。この場合は、、電解液の液面レベルが上限レベルにあるときに該波動抑制部材の全体が電解液中に沈んでその上面が電解液の液面付近に位置するように配置する。
【００１４】
上記のように構成すると、電解液の液面に生じた波を波動抑制部材の上面に接触させて減衰させることができるため、電解液の液面の波立ちを抑制することができ、電池が振動を受けた場合に電解液の液面が大きく波立って、液口栓を通して電解液が漏出するのを防ぐことができる。
【００１５】
上記波動抑制部材は、多孔性を有する材料により形成されて内部に電解液が含浸し得るように構成されることが好ましい。
【００１６】
上記のように構成しておくと、波動抑制部材内に電解液が含浸されるため、波動抑制部材を配置したことにより、電解液の量が大幅に減少するのを防ぐことができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様では、波動抑制部材が、その外壁部に多数の貫通孔が形成された中空の部材からなっていて内部に電解液が充填されるように構成される。ここで、「外壁部」とは、中空部材の外表面を規定する壁部を意味し、内壁部の存在を前提にした場合の外側の壁部の意味に限定されるものではない。波動抑制部材がボール状（球状）に形成される場合にはその周壁部が外壁部であり、波動抑制部材が多面体に構成される場合にはその側壁部が外壁部である。
【００１８】
上記のように、周壁部に多数の孔が形成された中空の部材により波動抑制部材を構成してその内部に電解液が充填されるように構成した場合にも、波動抑制部材を配置したことにより電解液の量が大幅に減少するのを防ぐことができる。
【００１９】
上記波動抑制部材は、極板群の上部に設けられている陰極ストラップ及び陽極ストラップの間に配置するのが好ましい。
【００２０】
波動抑制部材をボール状に形成する場合や、直方体状または立方体状に形成する場合、該波動抑制部材がセル室の片隅に偏った位置に配置されると、液口栓付近での電解液の液面の波立ちを抑制する効果が弱まるおそれがある。上記のように波動抑制部材を陰極ストラップ及び陽極ストラップの間に配置しておくと、両ストラップにより波動抑制部材の位置を、液口が設けられるセル室の中央部付近に規制することができるため、波動抑制部材による波動抑制効果が減殺されるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、少なくとも一部が電解液中に沈められるか、または電解液の液面に浮かべられて電解液の液面の波動を抑制する波動抑制部材を極板群の上方に配置したので、電池が激しい振動を受ける環境で使用される場合に、電解液の液面の波立ちを抑制することができ、電解液の液面の波立により、液口栓を通して電解液が漏出するのを防ぐことができる。
【００２２】
本発明において、波動抑制部材をボール状の形状に形成して、その全体を電解液中に沈めた状態で配置するようにした場合には、電槽の蓋を取り付ける前にボール状の部材を極板群の上に載せるだけで、波動抑制部材を電池に組み込むことができるため、電池の組み立てを特に面倒にすることなく、電解液の液面の波立ちが抑制された鉛蓄電池を得ることができる。
【００２３】
本発明において、多孔性を有する材料により波動抑制部材を構成してその内部に電解液が含浸し得るようにするか、または、外壁部に多数の貫通孔か形成された中空の部材により波動抑制部材を構成してその内部に電解液が充填されるようにした場合には、波動抑制部材を配置したことにより電解液の量が大幅に減少するのを防ぐことができるので、電池の性能を低下させることなく、電解液の波立ちを抑制する機能を有する鉛蓄電池を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１ないし図３は本発明の好ましい実施形態を示したもので、図１は鉛蓄電池の一つのセル室の部分を電槽の長手方向に対して直角な垂直面に沿って断面して示した縦断面図、図２は極板群とその上に配置された波動抑制部材とを示した斜視図、図３は本実施形態で用いる波動抑制部材の正面図である。
【００２５】
図１において、１は、上端が開口した直方体状の電槽本体２と該電槽本体の開口部を閉じる蓋３とからなる電槽で、電槽内は、その長手方向に沿って並ぶ複数のセル室に区画されている。なお大形の鉛蓄電池では、電槽の長手方向にも幅方向にも複数のセル室が並ぶように電槽が構成されることもある。図１には一つのセル室４が示されている。各セル室４内には、図２に示す極板群５が電解液６とともに収容されている。蓋３には、液口７が設けられ、液口７には液口栓８が取り付けられている。液口７の周辺部から下方に（電槽本体側に）延びるように筒状の電解液面規定用突起（ウェル）９が形成されている。電解液面規定用突起９の周壁部の下端には、ガスの流通を許容するためのスリット９ａが形成されている。電解液面規定用突起９の下端に接するレベルまで電解液６が注入され、液口栓８を外して液口７の内部を覗くことにより、電解液の液面６ａが上限レベルにあるか否かを確認することができるようになっている。
【００２６】
極板群５は例えば、陰極板と陽極板とをセパレータを介して交互に積層した構造を有し、その上端には、一連の陰極板のそれぞれの上部に設けられた耳部を相互に接続する陰極ストラップ１０と、一連の陽極板のそれぞれの上部に設けられた耳部を相互に接続する陽極ストラップ１１とが設けられている。電槽の端部に設けられたセル室以外の各セル室内の陰極ストラップ１０及び陽極ストラップ１１は、セル室間を仕切る隔壁を貫通した図示しないセル間接続部を通して、隣接のセル室内の陰極ストラップ及び陽極ストラップに接続される。
【００２７】
本発明においては、少なくとも一部が電解液中に沈められるかまたは電解液の液面に浮かべられて電解液の液面の波動を抑制する波動抑制部材２０が極板群５の上方に配置される。本実施形態で用いる波動抑制部材２０は、ポリプロピレンやポリエチレン等の、電解液の比重以上の比重を有する絶縁材料からなるボール状の部材からなっていて、極板群の上部に設けられた陰極ストラップ１０及び陽極ストラップ１１の間に配置されている。ボール状の波動抑制部材２０の外径は、電槽の蓋に形成されている突起部の最下端（本実施形態では、電解液面規定用突起９の下端）と極板群５のストラップを除く部分との間の距離ｈよりも僅かに小さく設定されていて、少なくとも電解液の液面６ａのレベルが上限レベルにあるときには、波動抑制部材２０の全体が電解液６中に沈むように構成されている。
【００２８】
上記のように構成すると、電解液６の液面６ａで波動が生じたときに、波動抑制部材２０の、電解液の液面６ａ付近に存在する部分に波が当って、波の反射が生じ、進行波と反射波とが干渉し合って、波のエネルギが減衰させられる。またボール状に形成された波動抑制部材は、波を受けた際に容易に動くため、波のエネルギを波動抑制部材の運動エネルギに効率よく変換して消費させることができ、波立ちを効果的に抑制することができる。従って、上記のように波動抑制部材を設けておくと、外部から振動を受けた際に電解液の液面の波立ちを抑制して、液口栓８を通して電解液が漏出するのを防ぐことができる。
【００２９】
上記のようにボール状に形成された波動抑制部材は、電槽の蓋を取り付ける前に極板群の上に載せておくだけで、電池内に組み込むことができる。従って上記のような波動抑制部材を用いると、電池の組み立てを面倒にすることなく電解液の液面の波立ちを抑制する機能を持たせることができる。
【００３０】
上記のように、極板群の上方に電解液の比重以上の比重を有する波動抑制部材２０を配置する場合、波動抑制部材２０が排斥する分だけ電解液の量が減少する。電解液の量が大幅に減少すると電池性能が低下し、好ましくない。電解液の量を大幅に減少させることなく波動抑制部材２０を設けるためには、多孔性を有する材料により波動抑制部材２０を形成してその内部に電解液が含浸し得るようにしておくか、または、周囲の壁部（周壁部、外壁部または側壁部）に多数の貫通孔が形成された中空の部材により波動抑制部材を構成して、その内部に電解液が充填されるようにしておくのが好ましい。またこのように波動抑制部材を構成すると、波動抑制部材の質量を軽くすることができるため、電池の質量の増大を抑えることができる。
【００３１】
多孔性を有する波動抑制部材は、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンの素繊維の集積体を所定の形状（本実施形態ではボール状）に成形することにより得ることができる。
【００３２】
周壁部に多数の孔を有する中空の波動抑制部材は、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンをブロー成形することにより得たボール状の部材の周壁を貫通させて多数の孔（孔の形状は任意）を形成するか、または樹脂の繊維の集積体を中空のボール状（球形の籠状）に成形することにより得ることができる。
【００３３】
図４は本発明の他の実施形態を示した図１と同様の断面図である。この実施形態では、波動抑制部材２０が、直方体状または立方体状（六面体状）に形成されて、電解液６の液面６ａのレベルが上限レベルにあるときに、その全体が電解液中に沈んで上面２０ａが電解液の液面付近に位置するようにして、負極ストラップ１０と陽極ストラップ１１との間の定位置（好ましくは液口７に近い位置）に配置されている。図示の例では、波動抑制部材２０が中空に形成されて、その各側壁部（外壁部）に多数の貫通孔が形成されている。
【００３４】
図４に示すように波動抑制部材２０を直方体状または立方体状に形成する場合、その下面に側壁部を設けずに、下面を開放させた形状とすることができる。波動抑制部材の下面を開放させた形状にすると、その成形を容易にすることができる。
【００３５】
図４に示した波動抑制部材２０は、ポリプロピレンやポリエチレン等の繊維を籠状に編んだり、ポリプロピレンやポリエチレンの繊維を編んで形成した布を直方体状または立方体状に成形したり、ポリプロピレンやポリエチレン等の絶縁樹脂の板を成形して得た直方体または立方体の各側壁に多数の貫通孔を形成したりすることにより得ることができる。
【００３６】
図４に示すように、波動抑制部材２０を直方体状または立方体状に形成する場合、その上面２０ａに、波消し用の多数の突起（例えばひれ状の突起）を形成しておくと波消し効果を高めることができる。
【００３７】
図４に示した直方体状または立方体状の波動抑制部材２０の下面を開放させた形状にする場合には、波動抑制部材の側壁部（外壁部）に孔が設けられていなくてもその内部に電解液を充填することができるが、波動抑制部材の内部にガスが溜まるのを防ぐため、その少なくとも上端の側壁には、上面２０ａに開口した貫通孔を形成しておくのが好ましい。
【００３８】
図４に示したように、波動抑制部材２０を直方体状または立方体状に構成する場合のように、波動抑制部材を定位置に配置する場合には、蓋３の下面に設けた突起により該波動抑制部材２０を押えつける等の方法により、簡単に波動抑制部材を電解液中に沈めた状態に保持することができるため、波動抑制部材を電解液の比重未満の比重を有する耐酸性絶縁材料により形成することもできる。
【００３９】
上記の実施形態では、波動抑制部材２０をボール状または六面体状に形成したが、波動抑制部材２０は波消し効果を有するものであればよく、その形状は上記の例に示したものに限定されない。波動抑制部材は例えば、海岸に設置される波消しブロックと同様の形状を有するものであってもよい。また波動抑制部材２０は必ずしも電解液中に沈んだ状態で配置されるものである必要はなく、電解液の液面に浮いた状態で配置されて波消しを図るものであってもよい。電解液の液面に浮いた状態で波消しを図る波動抑制部材としては、例えば、プールのコースロープと同様に複数の浮きを連結した構造を有するものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の好ましい実施形態の要部の構成を概略的に示した縦断面図である。
【図２】図１の実施形態で用いる極板群と波動抑制部材とを示した斜視図である。
【図３】図１の実施形態で用いる波動抑制部材を示した正面図である。
【図４】本発明の他の好ましい実施形態の要部の構成を概略的に示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  電槽
２  電槽本体
３  蓋
４  セル室
５  極板群
６  電解液
７  液口
８  液口栓
９  電解液面規定用突起（ウェル）
１０  負極ストラップ
１１  陽極ストラップ
２０  波動抑制部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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