【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池、特にその端子構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
日本特許第３２６７０７８号公報
【０００３】
鉛蓄電池の蓋の一部に鉛またはその合金からなるブッシングをインサート成型し、ブッシングに挿通した蓄電池の極柱の頂部と、該ブッシングの上縁と、前記頂部および上縁を囲む環部を有する鉛またはその合金よりなる端子金具とを一体に溶接してなる端子構造を有する鉛蓄電池の形式があり、古くから各方面に使用されている。
【０００４】
この形式は部品点数も少なくて済み、製造法も簡単であるが、端子の部分の完全な封止に際して、時に難点があって、信頼性を必要とする用途には種々の改善の提案がなされてきた。しかし、改善費用とその効果は必ずしも満足できるものとは言えなかった。
【０００５】
従来のこの種の端子構造においては、例えば上記特許文献１に示される如く、端子金具であるＬ型端子の環状凸部とブッシング上面とはそれぞれの全面積で接触しているので、端子金具、前記ブッシング上面より上方のブッシング上縁、極柱頂部の溶接の際に与えれた熱量のうちの相当の部分が環状凸部からブッシング上面を経てブッシングに伝導する。ブッシングは、その上縁付近を除く下方はその内面が極柱に接触しない構造が普通であるから、極柱によるヒートシンク効果が期待できないので冷却速度が遅く、ブッシングを包む蓋の合成樹脂を軟化、変形させることが多かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来からの端子の問題点を解決し、長期にわたり信頼性の高い端子を提供し、もって鉛蓄電池の信頼性、寿命特性を高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の手段は、蓋の一部に鉛またはその合金からなるブッシングをインサート成型し、ブッシングに挿通した鉛蓄電池の極柱の頂部と、該ブッシングの上縁と、前記頂部および上縁を囲む環部を有する鉛またはその合金よりなる端子金具とを一体に溶接してなる端子構造を有する鉛蓄電池であって、該端子金具は環部の下面が前記ブッシングの上縁の下方に形成したブッシングの上面に接触し、かつ該接触部分の面積を、前記環部の下面またはブッシングの上面の全部分の面積より小とした端子構造を有する鉛蓄電池である。
【０００８】
また、第２の手段は、上記ブッシングを囲繞する堰を設け、この堰の内側に満たした充填材で上記接触部分を覆った、前記鉛蓄電池である。
【０００９】
また、第３の手段は、上記環部の下面に突起を設けた、前記第１または第２の手段の鉛蓄電池である。
【００１０】
また、第４の手段は、上記ブッシングの上面に突起を設けた、前記第１または第２の手段の鉛蓄電池である。
【００１１】
上記各手段の基本は、極柱の頂部と、ブッシングの上縁と、端子金具の環部との３者を火炎、アークまたはその他の加熱手段でそれらの一部を融解して溶接する際に、環部からブッシングへの熱の伝導を可及的に少なくしてブッシングを囲繞する蓋の変形を防ぎ、必要最小限の充填材で電池内外の気密、液密を確保しようとするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態としての実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１３】
各図は、いずれも本発明の電池の典型的な端子構造の、極柱の中心を通る面の縦断面図である。図において、１は鉛蓄電池の蓋で、一般に熱可塑性合成樹脂より成る。２は該蓋１にインサート成型された、鉛またはその合金よりなるブッシングである。２１は該ブッシング２の上面で蓋１の上に現れており、２２はブッシング２の上縁で前記上面２１よりさらに環状に上方に突出している。３は鉛またはその合金よりなる端子金具、３１はその環部で、上記ブッシング２の上縁２２の外側に係合する。４は鉛蓄電池の極群より立ち上がった極柱で、円筒形もしくは上方にやや細くテーパをとった断面円形の柱状体であり、前記ブッシング２に下方から挿通され、極柱頂部４１はブッシング２の上縁２２の上部付近で終わる。５はブッシング２を囲繞する堰で、蓋１と一体に成形されてもよく、別途、合成樹脂などのリングを載置してもよい。
【００１４】
図１は上記端子構造において、極柱頂部４１、ブッシングの上縁２２、端子金具３の環部３１が未だ溶接連結されていない状態を示す。この図は、前記環部３１の下面の内側を尖らせて、その先端がブッシングの上面２１に接触するようにしたものである。
【００１５】
図２は図１の構造に対し、ブッシング２を囲繞する堰５を設け、かつ環部３１の下面の内側の一部を平面にして、その面がブッシングの上面２１に接触するようにしたものである。
【００１６】
図３は図２の端子金具３の環部３１の内側をガストーチ等で加熱して、環部３１の内周面、ブッシングの上縁、極柱頂部の表面を溶解またはこれに近い温度にしながら熔融した鉛または鉛合金、いわゆる「たし鉛」３２を注入して上記３者を溶接合体した後、堰５の内側に充填材６を充填した図を示したものである。
【００１７】
図４は図２のＡ部の拡大図で、図４（Ａ）では、環部３１の下面の内側に環状の凸縁７を設け、この凸縁７がブッシングの上面２１に接していることを示す。また図４（Ｂ）では、ブッシング２の上縁２２下方にある上面２１の内側に環状の段部８を設け、この段部８が端子金具の環部３１の下面の一部に接していることを示す。前記凸縁７と段部８とは以下の説明では突起と総称して、その作用効果を述べる。
【００１８】
上記した突起により、環部３１の下面とブッシング２の上面２１との接触面積を多少でも狭くすることができ、これによって本発明の効果が認められるが、これをブッシング２の上面２１の全部分の面積の半分以下にすると、環部３１の下面からブッシング２へ伝導する熱量は全面積で接触している場合の２分の１以下になり、ブッシング２の温度上昇が抑えられるので、それを包む合成樹脂製の蓋１の変形も抑えられる効果が大きい。すなわち、ブッシング２の温度上昇は環部３１とブッシング２との接触による熱の移動によることが大きいので、上記した如く、突起を設けて接触面積を減らすのは有効である。なお、溶着したブッシング２の上縁の先端が受け取る熱量はその先端で接続する極柱４により吸収される割合が大きいと考えられるので、この点からも突起を設けることは有効である。
【００１９】
また、従来、大型の鉛蓄電池の端子を溶接する場合に、最初にブッシング２の上縁２２と極柱４の頂部４１のみ、またはこれらと端子金具３の環部３１との三者をその表面のみトーチで溶接し、溶接した部分の冷却を待ってから再度トーチで環部３１を加熱しながら溶鉛を流し込むという二段の作業をする必要があったが、本発明によれば、これらを一動作の溶接で行なうことができる。
【００２０】
さらに、図２〜図４に示したように、堰５を設け、その内側に充填材６を充填するようにすれば、充填材６はブッシング２の上面２１と環部３１の下面の間隙にも入り込んで沿面距離を長くすることができるので、封止効果をさらに向上せしめることができる。なお、充填材６としてはエポキシ系接着剤などの、体積収縮が少なく、浸透性がよく、金属と合成樹脂の双方になじみのよい材料が適する。
【００２１】
上記した、端子金具３の環部３１の下面と、ブッシング２の上面２１との接触部分の面積を、環部３１の下面またはブッシング２の上面２１の全部分の面積より小とする手段としては、上記した突起を設ける以外に、ブッシング２の上面２１または環部３１の下面の全面または一部の、いずれか一方または両方にテーパを設け、中心軸に近い円周で両者が接するようにすることもできる。
【００２２】
また、環部３１の下面に複数個の凸部や放射状の凸部を設けることもできる。この場合には、環部３１とブッシング２との接触部分の面積をさらに小さくすることができるほか、充填材６を溶接部分により近く浸透させやすく、気密性、液密性の保持に対する効果が大きい。なお、同様の凸部は、蓋１にブッシング２を成型した後、その上面２１に簡単な機械加工を施せば、ブッシング２の上面２１に設けることもできる。これらのテーパや凸部も前述した突起に相当する。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１によれば、端子金具の溶接に多量の熱量を必要とする大型の鉛蓄電池の気密、液密の確保に寄与することができ、生産効率も上昇し、特に、信頼性の要求される大型の据置用鉛蓄電池に適する。
【００２４】
請求項２によれば、請求項１の効果に加えて、ピンホール等の溶接不良が発生しても、その箇所を確実に塞ぐことができ、より信頼性の要求される大型の制御弁式鉛蓄電池に適する。
【００２５】
請求項３および請求項４によれば、請求項１の効果をさらに確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の端子構造の途中工程を示す縦断面図。
【図２】本発明の他の実施例の端子構造の途中工程を示す縦断面図。
【図３】完成した図２の端子構造を示す縦断面図。
【図４】（Ａ）は図２の途中工程の一部を、（Ｂ）は他の端子構造の途中工程の一部を示す拡大図。
【符号の説明】
１ 蓋
２ ブッシング
２１ ブッシングの上面
２２ ブッシングの上縁
３ 端子金具
３１ 環部
４ 極柱
４１ 極柱の頂部
５ 堰
６ 充填材
７ 凸縁
８ 段部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead storage battery, and particularly to a terminal structure thereof.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3267078
A bushing made of lead or an alloy thereof is insert-molded into a part of the lid of the lead storage battery, and has a top portion of the pole of the storage battery inserted into the bushing, an upper edge of the bushing, and a ring portion surrounding the top portion and the upper edge. There is a type of lead storage battery having a terminal structure in which a terminal fitting made of lead or an alloy thereof is integrally welded, and has been used in various fields since ancient times.
[0004]
This type requires a small number of parts and is simple to manufacture.However, there are sometimes difficulties in completely sealing the terminal part, and various improvements have been proposed for applications requiring reliability. Have been. However, the cost of improvement and its benefits were not always satisfactory.
[0005]
In a conventional terminal structure of this type, as shown in Patent Document 1, for example, the annular convex portion of the L-shaped terminal, which is a terminal fitting, and the upper surface of the bushing are in contact with each other over the entire area. A considerable portion of the heat applied during welding of the upper edge of the bushing above the upper surface of the bushing and the top of the pole is conducted to the bushing from the annular projection through the upper surface of the bushing. Since the bushing has a structure in which the inner surface does not come into contact with the pole at the lower part except the upper edge vicinity, the heat sink effect by the pole is not expected, so the cooling speed is slow, and the synthetic resin of the lid surrounding the bushing is softened. Often deformed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve such a problem of the conventional terminal, to provide a highly reliable terminal for a long period of time, and to improve the reliability and life characteristics of the lead storage battery.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first means of the present invention is to insert-mold a bushing made of lead or an alloy thereof into a part of a lid, and to form a top portion of a pole of a lead-acid battery inserted into the bushing, an upper edge of the bushing, A lead storage battery having a terminal structure obtained by integrally welding a lead having a ring surrounding an edge or a terminal fitting made of an alloy thereof, wherein the lower surface of the ring is located below an upper edge of the bushing. A lead-acid battery having a terminal structure in contact with the formed upper surface of the bushing and having the area of the contact portion smaller than the area of the lower surface of the ring portion or the entire area of the upper surface of the bushing.
[0008]
The second means is the lead-acid battery provided with a weir surrounding the bushing and covering the contact portion with a filler filled inside the weir.
[0009]
Further, the third means is the lead-acid battery of the first or second means, wherein a projection is provided on the lower surface of the ring portion.
[0010]
A fourth means is the lead-acid battery of the first or second means, wherein a projection is provided on an upper surface of the bushing.
[0011]
The basis of each of the above means is that when welding the three parts of the top of the pole, the upper edge of the bushing, and the ring of the terminal fitting by melting a part of them by flame, arc or other heating means. It is intended to minimize the heat conduction from the ring portion to the bushing to prevent the lid surrounding the bushing from being deformed, and to secure airtightness and liquidtightness inside and outside the battery with a minimum necessary filler. .
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, examples as embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0013]
Each drawing is a longitudinal sectional view of a plane passing through the center of a pole in a typical terminal structure of the battery of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a lid of a lead storage battery, which is generally made of a thermoplastic synthetic resin. Reference numeral 2 denotes a bushing made of lead or an alloy thereof, which is insert-molded in the lid 1. Reference numeral 21 denotes an upper surface of the bushing 2 and appears on the lid 1. Reference numeral 22 denotes an upper edge of the bushing 2 which projects annularly upward from the upper surface 21. Reference numeral 3 denotes a terminal fitting made of lead or an alloy thereof, and reference numeral 31 denotes an annular portion thereof which engages with the outside of the upper edge 22 of the bushing 2. Reference numeral 4 denotes a pole pillar rising from the pole group of the lead-acid battery, and is a cylindrical or columnar body having a slightly tapered upward and circular cross-section, which is inserted through the bushing 2 from below. Ends near the top of upper edge 22. Reference numeral 5 denotes a weir surrounding the bushing 2, which may be formed integrally with the lid 1, or on which a ring made of a synthetic resin or the like may be separately placed.
[0014]
FIG. 1 shows a state in which the pole top 41, the upper edge 22 of the bushing, and the ring 31 of the terminal fitting 3 are not yet connected by welding in the terminal structure. In this figure, the inside of the lower surface of the ring portion 31 is sharpened so that the tip comes into contact with the upper surface 21 of the bushing.
[0015]
FIG. 2 is different from the structure of FIG. 1 in that a weir 5 surrounding the bushing 2 is provided, and a part of the inner surface of the lower surface of the ring portion 31 is made flat so that the surface contacts the upper surface 21 of the bushing. It is.
[0016]
FIG. 3 shows a state in which the inside of the ring portion 31 of the terminal fitting 3 of FIG. 2 is heated by a gas torch or the like to melt the inner peripheral surface of the ring portion 31, the upper edge of the bushing, and the surface of the pole top, or to a temperature close to this. FIG. 3 shows a view in which a molten lead or a lead alloy, so-called “lead” 32 is injected and the above three members are welded and united, and then a filler 6 is filled inside the weir 5.
[0017]
FIG. 4 is an enlarged view of a portion A in FIG. 2. In FIG. 4A, an annular convex edge 7 is provided inside the lower surface of the ring portion 31 and the convex edge 7 is in contact with the upper surface 21 of the bushing. Is shown. In FIG. 4B, an annular step 8 is provided inside the upper surface 21 below the upper edge 22 of the bushing 2, and this step 8 contacts a part of the lower surface of the ring 31 of the terminal fitting. It indicates that. In the following description, the convex edge 7 and the step 8 are collectively referred to as projections, and the operation and effect thereof will be described.
[0018]
By the above-mentioned projection, the contact area between the lower surface of the ring portion 31 and the upper surface 21 of the bushing 2 can be reduced to some extent, whereby the effect of the present invention is recognized. When the area is less than half, the amount of heat conducted from the lower surface of the ring portion 31 to the bushing 2 is less than half of that in the case where the entire area is in contact, and the temperature rise of the bushing 2 can be suppressed. The effect of suppressing deformation of the wrapping synthetic resin lid 1 is also great. That is, since the temperature rise of the bushing 2 is largely due to the heat transfer due to the contact between the ring portion 31 and the bushing 2, it is effective to provide the projection and reduce the contact area as described above. The amount of heat received by the tip of the upper edge of the welded bushing 2 is considered to be largely absorbed by the pole 4 connected at the tip. Therefore, it is effective to provide the projection from this point as well.
[0019]
Conventionally, when welding the terminals of a large lead-acid battery, first, only the upper edge 22 of the bushing 2 and the top 41 of the pole 4 or these and the ring 31 of the terminal fitting 3 are formed on the surface thereof. However, according to the present invention, it was necessary to perform a two-stage operation of welding with a torch, waiting for the welded portion to cool, and then pouring molten lead while heating the ring portion 31 with the torch again. It can be performed by one operation of welding.
[0020]
Further, as shown in FIGS. 2 to 4, if the weir 5 is provided and the filler 6 is filled inside the weir 5, the filler 6 is filled in the gap between the upper surface 21 of the bushing 2 and the lower surface of the ring 31. And the creeping distance can be increased, so that the sealing effect can be further improved. In addition, as the filler 6, a material such as an epoxy-based adhesive which has a small volume shrinkage, a good permeability, and which is compatible with both metal and synthetic resin is suitable.
[0021]
As means for making the area of the contact portion between the lower surface of the ring portion 31 of the terminal fitting 3 and the upper surface 21 of the bushing 2 smaller than the area of the lower surface of the ring portion 31 or the entire area of the upper surface 21 of the bushing 2, In addition to providing the above-described projections, a taper is provided on one or both of the entire surface or a part of the lower surface of the upper surface 21 of the bushing 2 or the lower surface of the ring portion 31 so that they are in contact with each other on a circumference close to the central axis. You can also.
[0022]
Further, a plurality of convex portions or radial convex portions may be provided on the lower surface of the ring portion 31. In this case, the area of the contact portion between the ring portion 31 and the bushing 2 can be further reduced, and the filler 6 can easily penetrate closer to the welded portion, and the effect of maintaining airtightness and liquid tightness is great. . The same convex portion can be provided on the upper surface 21 of the bushing 2 by molding the bushing 2 on the lid 1 and then performing simple machining on the upper surface 21. These tapers and projections also correspond to the above-mentioned projections.
[0023]
【The invention's effect】
According to the first aspect, it is possible to contribute to ensuring air-tightness and liquid-tightness of a large lead-acid battery that requires a large amount of heat for welding the terminal fittings, to increase the production efficiency, and to particularly require reliability. Suitable for large stationary lead-acid batteries.
[0024]
According to the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, even if a welding defect such as a pinhole occurs, the location can be reliably closed, and a large control valve type requiring more reliability is required. Suitable for lead-acid batteries.
[0025]
According to the third and fourth aspects, the effect of the first aspect can be more reliably obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an intermediate step of a terminal structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an intermediate step of a terminal structure according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the completed terminal structure of FIG. 2;
FIG. 4A is an enlarged view showing a part of a process in the middle of FIG. 2 and FIG. 4B is an enlarged view showing a part of a process in the middle of another terminal structure;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cover 2 Bushing 21 Upper surface of bushing 22 Upper edge of bushing 3 Terminal fitting 31 Ring part 4 Polar pole 41 Top of polar pole 5 Weir 6 Filler 7 Convex edge 8 Stepped part
