密閉形蓄電池

【課題】ガスを外部に導くことが可能な管状部材を容易に上蓋に取付けることができ、かつ取付け後には管状部材を抜け難くすることが可能となる密閉形蓄電池を提供する。
【解決手段】密閉形蓄電池は、電槽３と、電槽３に溶着された上蓋２と、上蓋２に設けられ電槽３内に発生したガスを外部に排出する排気口５を規定する開口端を有する筒状部とを備える。筒状部には、ガスを外部に導き、外周に嵌合凸部１３ａを有する接続管１３の端部が挿着される。また筒状部は、開口端から当該筒状部の軸方向に延びる切欠き部５ａと、内周に嵌合凸部１３ａを受け入れる嵌合溝５ｂとを有する。そして、筒状部の開口端からの切欠き部５ａの深さｄ１と、開口端から嵌合溝５ｂまでの深さｄ２とを等しくする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉形蓄電池に関し、特に、密閉形蓄電池の内部で発生したガスを外部に排出する排気部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蓄電池においては、電槽内で発生したガスを外部に排出するための様々な手法が提案されている。その中の１つに、電槽内で発生したガスを集めるガス流路を電槽内部に設け、このガス流路に排気管を連結し、該排気管を介して外部にガスを排出するという手法がある。このタイプのガス排気構造の一例が、たとえば特開２００３−４５３８０号公報等に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−４５３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１１に、上記特開２００３−４５３８０号公報に記載のガス排気構造と類似のガス排気構造を有する密閉形蓄電池の排気口５およびその近傍の構造例を示す。図１１に示す密閉形蓄電池では、上蓋２の側面から外方に突出する筒状部で排気口５が規定される。筒状部は、切欠き部５ａと、嵌合溝５ｂとを有する。
【０００４】
図１２に、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面構造を示す。図１２に示すように、筒状部の開口端からの切欠き部５ａの深さｄ１が、筒状部の開口端から嵌合溝５ｂまでの深さｄ２よりも大きくなっている。排気口５は、上蓋２の側壁に設けられた連通孔１２を介して排気通路１１と連通し、上蓋２は、溶着部１９を介して電槽３と接続される。
【０００５】
図１３に示すように、排気口５を規定する筒状部には、排気管と接続される接続管１３の端部が挿着されるが、接続管１３の外周には嵌合溝５ｂと嵌合する嵌合凸部１３ａが設けられているので、嵌合凸部１３ａによって筒状部を外方に押し広げるように変形させながら接続管１３は筒状部に挿着されることとなる。このとき、筒状部は、切欠き部５ａの底部近傍の変形起点２０を中心として外方に変形するものと考えられる。同様に、接続管１３を筒状部から引き抜く際にも、筒状部は変形起点２０を中心として変形するものと考えられる。
【０００６】
図１３の例では、変形起点２０が筒状部の開口端から離れた深い位置に存在するので、筒状部への接続管１３の挿着の際に筒状部が容易に変形し、接続管１３を小さな力で筒状部に挿着することができるものと考えられる。しかしながら、接続管１３を引き抜く際にも小さな力で行なえるものと考えられるので、接続管１３が容易に外れることが懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は、ガスを外部に導くことが可能な管状部材を容易に上蓋に取付けることができ、かつ取付け後には管状部材を抜け難くすることが可能となる密閉形蓄電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る密閉形蓄電池は、電槽と、電槽に溶着された上蓋と、上蓋に設けられ電槽内に発生したガスを外部に排出する排気口を規定する開口端を有する筒状部とを備える。筒状部には、ガスを外部に導き、外周に嵌合凸部を有する管状部材の端部が挿着される。また筒状部は、開口端から当該筒状部の軸方向に延びる切欠き部と、内周に前記嵌合凸部を受け入れる嵌合溝とを有する。そして、筒状部の開口端からの切欠き部の深さと、開口端から嵌合溝までの深さとを等しくする。
【０００９】
ここで、上記「筒状部の開口端からの切欠き部の深さと、開口端から嵌合溝までの深さとを等しくする」とは、筒状部の開口端からの切欠き部の深さと実質的に等しい深さ位置に嵌合溝の一部が存在するという意味である。したがって、筒状部の開口端からの切欠き部の深さと実質的に等しい深さ位置に、嵌合溝の深さ方向の上端部（筒状部の開口端側の端部）が位置する場合や、嵌合溝の深さ方向の中央部が上記深さ位置に存在する場合や、嵌合溝の深さ方向の下端部が上記深さ位置に存在する場合の全ての場合が含まれる。
【００１０】
上記筒状部の周方向に等間隔で複数の切欠き部を設けることが好ましい。この場合、嵌合溝は、筒状部の開口端から離れた側の切欠き部の端部間を接続するように筒状部の周方向に延在することが好ましい。上記筒状部を含む排気口パーツを上蓋に溶着することで上蓋に筒状部を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように筒状部の開口端からの切欠き部の深さと、開口端から嵌合溝までの深さとを等しくすることで、ガスを外部に導くことが可能な管状部材を容易に上記筒状部に取付けることが可能となる一方で、取付け後には上記管状部材を筒状部から抜け難くすることができる。
【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について図１〜図１０を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉形蓄電池１の一部を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、上蓋２に設けた筒状部およびその近傍の拡大図であり、図４は、接続管１３を上記筒状部に接続した状態の部分断面図である。
【００１３】
図１に示すように、密閉形蓄電池１は、電槽３と、電槽３の上端開口を閉じるように電槽３に取付けられた上蓋２とを備える。
【００１４】
電槽３は、直方体形状の容器であり、たとえば合成樹脂で構成される。図２に示すように、電槽３の内部には、リブ７を有する隔壁６や極群８等の各種要素が収容される。上蓋２は、電槽３の上端開口に対応した矩形の平面形状を有し、合成樹脂で構成される。該上蓋２は、図４に示すように溶着部１９を介して電槽３と接続される。上蓋２の上面には、図１に示すように、覆い板４を取付ける。上蓋２の側壁には、電槽３内に発生したガスを外部に排出する排気口５を規定する開口端を有する筒状部を設ける。
【００１５】
図２に示すように、覆い板４の下には排気通路１１が設けられる。排気通路１１と、上記の極群８等を収容する各セル室とを区画する壁部に排気筒９を立設する。排気筒９の上端には、ゴム弁１０を装着する。また、上蓋２の側壁には、排気通路１１と排気口５とを連通する連通孔１２を設ける。
【００１６】
図３に示すように、排気口５を規定する筒状部は、円筒形状を有しているが、筒状であれば円筒以外の任意の形状を採用可能である。この筒状部は、その開口端から筒状部の軸方向に延びる切欠き部（スリット）５ａと、嵌合溝（凹部）５ｂとを有する。この筒状部に、電槽３の内部で発生したガスを外部に導き、外周に嵌合凸部１３ａを有する接続管（ジョイント：管状部材）１３の端部が挿着される。図３の例では、接続管１３は、Ｌ形の形状を有し、合成樹脂製であり、該接続管１３にはゴム等で形成される排気管１４が接続されるが、接続管１３や排気管１４の形状や材質も任意に選択可能である。
【００１７】
切欠き部５ａは、典型的には、筒状部の周方向に等間隔で複数設けられるが、切欠き部５ａの形成位置等は任意に選択可能である。また図３の例では、４つの直線状の切欠き部５ａを設けているが、切欠き部５ａの数、形状、長さ等も任意に選択可能である。筒状部の開口端からの切欠き部５ａの深さ（筒状部の軸方向の長さ）はｄ１である。
【００１８】
嵌合溝５ｂは、筒状部の周方向に延びるように設けられ、接続管１３の嵌合凸部１３ａを受け入れる。図３の例では、嵌合溝５ｂは環状の形状を有し、筒状部の開口端から離れた側の切欠き部５ａの端部間を接続するように筒状部の周方向に延在しているが、この嵌合溝５ｂの形状も任意に選択可能である。たとえば筒状部の周方向に断続的に嵌合溝５ｂを設けることも可能である。嵌合溝５ｂは、筒状部の開口端から深さｄ２の位置に形成される。
【００１９】
図４に示すように、本実施の形態では、切欠き部５ａの深さｄ１と、筒状部の開口端から嵌合溝５ｂまでの深さｄ２とを等しくしている。しかし、筒状部の開口端からの切欠き部５ａの深さｄ１の位置に嵌合溝５ｂの一部が存在するように切欠き部５ａと嵌合溝５ｂの形成位置を設定すればよい。
【００２０】
図５に示すように、接続管１３の端部を筒状部に挿着する際には筒状部が変形することとなるが、筒状部は、切欠き部５ａの端部や嵌合溝５ｂが位置する部分あるいはその近傍を変形起点２０として変形するものと考えられる。図１３に示す場合と比較すると、変形起点２０が筒状部の浅い位置に存在するので、図５の場合の方が筒状部を変形させるために必要となる力は大きくなるものと考えられる。また、接続管１３を筒状部から引き抜く際も、同様に、図１３に示す場合よりも大きな力が必要となるものと考えられる。
【００２１】
ここで、接続管１３を挿入する際に要する力（挿入力）については３．０ｋｇｆ以下程度（挿入力目標範囲）であれば接続管１３を手で容易に筒状部に挿着することができ、接続管１３を引き抜く際に要する力（引抜力）が３．０ｋｇｆ以上４ｋｇｆ未満程度（引抜力目標範囲）であれば接続管１３が容易に筒状部から外れないことを、本願発明者等は様々な試み等を通じて経験的に知得している。
【００２２】
上記の数値を目標として、本願発明者等が図１〜５に示す構造を作製して実際に接続管１３を筒状部に挿着したところ、筒状部への接続管１３の挿着の際にはある程度大きな力が必要となるものの、挿入力および引抜力のいずれについても、目標とする上記の数値範囲を満足できることがわかった。
【００２３】
ここで、本願発明者等は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように切欠き部５ａの深さの異なる３種類の筒状部（試料１〜３）を作製し、一般的に用いられている接続管１３を挿入する際に必要となる力（挿入力）と、接続管１３を引き抜く際に必要となる力（引抜力）とをプッシュプル（Push Pull）ゲージを用いて測定したので、その結果について説明する。なお、図９（ａ）は本件実施例に相当し、図９（ｂ），（ｃ）は従来例に相当する部分モデルである。
【００２４】
また、図９（ａ）に示す試料１では、切欠き部５ａの深さｄ３は３．８ｍｍであり、図９（ｂ）に示す試料２では、切欠き部５ａの深さｄ４は６．１５ｍｍであり、図９（ｃ）に示す試料３では、切欠き部５ａの深さｄ５は８．５ｍｍである。また、嵌合溝５ｂの中央部までの深さは、いずれも３．８ｍｍである。各試料１〜３は、ポリプロピレン（ＰＰ）製であり、筒部外径はφ１２．６ｍｍ、内径はφ８．１ｍｍ、嵌合溝の深さは０．３ｍｍ程度である。
【００２５】
図１０および表１に上記測定結果を示す。図１０および表１に示すように、嵌合溝５ｂの深さを維持した状態で、切欠き部５ａの深さｄ３〜ｄ５を浅くしていくことで、挿入力と引抜力は共に大きくなり、また挿入力よりも引抜力の増大の程度が大きいことがわかる。
【００２６】
【表１】

【００２７】
その結果、切欠き部の深さが最も深い試料３では、挿入力よりも引抜力の方が小さかったものが、試料１，２では、挿入力と引抜力の関係が逆転し、引抜力の方が挿入力よりも大きくなっている。
【００２８】
より具体的には、試料３では挿入力が０．６６ｋｇｆに対し、引抜力は０．４８ｋｇｆであった。また、試料２では挿入力が１．７１ｋｇｆに対し、引抜力は１．９８ｋｇｆであった。これら両方の試料について、いずれも挿入力については目標数値の３．０ｋｇｆ以下を満足しているが、引抜力については目標数値の３．０ｋｇｆ以上４．０ｋｇｆ未満を満足していなかった。
【００２９】
一方、試料１については、挿入力が２．８０ｋｇｆに対し、引抜力は３．８３ｋｇｆであり、挿入力および引抜力のいずれについても、目標数値の範囲内であった。
【００３０】
以上より、図９（ａ）に示す試料１の構造、つまり筒状部の開口端からの切欠き部５ａの深さと、上記開口端からの嵌合溝５ｂの深さとが等しい構造を採用することで、接続管１３を手で容易に筒状部に挿着することができ、かつ筒状部への取付け後には接続管１３を抜け難くすることが可能となる。なお、図１０等の結果より、上記切欠き部５ａや嵌合溝５ｂの深さが若干変動した場合でも、同様の効果が得られるものと推察される。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、図６〜図８を用いて、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、本発明の実施の形態２における密閉形蓄電池１の一部を示す斜視図である。
【００３２】
図６に示すように、本実施の形態２では、排気口５の周囲の構造が、上述の実施の形態１とは異なっている。具体的には、本実施の形態２では、上蓋２の側面に筒状受部１５を設け、該筒状受部１５に排気口パーツ１６を装着している。
【００３３】
図８に、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う拡大断面図を示す。図８に示すように、排気口パーツ１６は、排気口５を規定する筒状部と、この筒状部の開口端側を囲むように筒状部の外周から外方に張出す外側筒状部と、この外側筒状部の開口端に設けたフランジ部とを備える。筒状部の底部と上蓋２の側壁とは離隔しており、筒状部の底部には連通孔１８を設け、上蓋２の側壁には連通孔１２を設ける。この連通孔１２と連通孔１８とを介して、筒状部内の排気口と、排気通路１１とが連通することとなる。また、外側筒状部のフランジ部は、溶着部１７を介して上蓋２と接続される。
【００３４】
図６および図７に示すように、外側筒状部のフランジ部は、排気口５を取り囲むように排気口５の周囲に設けられ、該フランジ部の外周形状は四角形である。排気口パーツ１６を筒状受部１５に取付けるには、筒状受部１５の開口端上に排気口パーツ１６のフランジ部を載置した状態で超音波溶着を行なえばよい。上記以外の構成は、実施の形態１の場合と基本的に同様である。
【００３５】
本実施の形態２においても、図８に示すように、筒状部の開口端からの切欠き部５ａの深さと、上記開口端からの嵌合溝５ｂの深さとを等しくする。それにより、実施の形態１の場合と同様に、接続管１３を手で容易に筒状部に挿着でき、かつ筒状部への取付け後には接続管１３を抜け難くすることが可能となる。
【００３６】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上記の実施の形態の各構成要素は、全てが必須のものであるとは限らず、一部の構成要素を省略可能な場合があることも当初から予定している。また、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉形蓄電池の一部を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】蓄電池の上蓋に設けた筒状部およびその近傍の拡大図である。
【図４】図３に示す筒状部に接続した状態の断面図である。
【図５】図３に示す筒状部に接続管を挿着している状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２における密閉形蓄電池の一部を示す斜視図である。
【図７】上蓋に設けた筒状受部に排気口パーツを装着している状態を示す斜視図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う拡大断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、挿入力と引抜力の測定用の試料１〜３の構造を示す断面図である。
【図１０】試料１〜３についての挿入力と引抜力の測定結果を示す図である。
【図１１】密閉形蓄電池の上蓋に設けた従来の筒状部の構造例を示す斜視図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】図１１に示す筒状部に接続管を挿着している状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１密閉形蓄電池、２上蓋、３電槽、４覆い板、５排気口、５ａ切欠き部、５ｂ嵌合溝、６隔壁、７リブ、８極群、９排気筒、１０ゴム弁、１１排気通路、１２，１８連通孔、１３接続管、１３ａ嵌合凸部、１４排気管、１５筒状受部、１６排気口パーツ、１７，１９溶着部、２０変形起点。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電槽と、
前記電槽に溶着された上蓋と、
前記上蓋に設けられ、前記電槽内に発生したガスを外部に排出する排気口を規定する開口端を有する筒状部とを備え、
前記筒状部には、前記ガスを外部に導き、外周に嵌合凸部を有する管状部材の端部が挿着され、
前記筒状部は、前記開口端から当該筒状部の軸方向に延びる切欠き部と、内周に前記嵌合凸部を受け入れる嵌合溝とを有し、
前記筒状部の開口端からの前記切欠き部の深さと、前記開口端から前記嵌合溝までの深さとを等しくした、密閉形蓄電池。
【請求項２】
前記筒状部の周方向に等間隔で複数の前記切欠き部を設け、
前記嵌合溝は、前記筒状部の開口端から離れた側の前記切欠き部の端部間を接続するように前記筒状部の周方向に延在する、請求項１に記載の密閉形蓄電池。
【請求項３】
前記筒状部を含む排気口パーツを前記上蓋に溶着することで前記上蓋に前記筒状部を形成した、請求項１または請求項２に記載の密閉形蓄電池。

【図１】