JP4626027B2

JP4626027B2 - Lead-acid battery and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4626027B2
Application number: JP2000235431A
Authority: JP
Inventors: 明俊平松
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JP2002050327A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池の極柱に密接する金属製ブッシングと樹脂製蓋の透孔との間を気密かつ液密にした鉛蓄電池とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉛蓄電池には、蓋と金属端子との気密性を確保するために、樹脂接着剤による気密構成と樹脂製ブッシングを使用したダブル・インジェクション成形による気密構成とが一般的に行われていた。
【０００３】
以下、その両構成について、図３を用いて説明する。
【０００４】
図３において、１は鉛合金からなる極柱であって樹脂製蓋２の開口部より突出した端子となる金属製ブッシング３の開口部３ａに挿入してバーナー溶接により金属製ブッシング３に密接するように一体に構成されている。
【０００５】
前記樹脂製蓋２は正極，負極，セパレータ，電解液などの電池要素を収納する電槽の上部口縁部に熱溶着されるものであるが、樹脂製蓋２と前記金属製ブッシング３との間の隙間を密封するために図３（ａ）に示す樹脂接着剤封止の構成と図３（ｂ）に示す樹脂製ブッシングを使用した構成とがある。
【０００６】
すなわち、図３の（ａ）において４は樹脂製蓋２の開口部より突出した金属製ブッシング３と前記樹脂製蓋２の開口部間の間隙に充填されたエポキシ樹脂などの接着剤層であって、この接着剤層４により金属製ブッシング３と樹脂製蓋２とは強固に接着され、金属製ブッシング３と樹脂製蓋２との間より電槽内の電解液が漏出することはない。
【０００７】
また、図３の（ｂ）に示す５は樹脂製ブッシングで、金属製ブッシング３の外周にダブル・インジェクション方式によって気密かつ液密に成型されている。
【０００８】
そして前記する樹脂製ブッシング５の外周と樹脂製蓋２の開口部とは樹脂同士の溶着接合により強固に固着されている。従って金属製ブッシング３と樹脂製ブッシング５との間ならびに樹脂製ブッシング５と樹脂製蓋２の開口部との間より電槽内の電解液が漏出することはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３の（ａ）に示す接着剤方式によれば、金属製ブッシング３，樹脂製蓋２、そして、接着剤層４などの収縮率がそれぞれ異なるため、温度条件の厳しい環境下での蓄電池の使用では材料歪みによる隙間や割れなどが起こる。これは、個々の材料の収縮率の違いと蓄電池内部の圧力によるものとがある。隙間などが発生すると、蓄電池内部の硫酸分が極柱１から金属製ブッシング３と接着剤層４ならびに樹脂製蓋２との隙間を通じて、外部に漏洩して、電池端子は硫酸によって腐食され、最終的には、端子と配線されているターミナルも硫酸によって、断線するおそれがある。また、外部との気密性も懸念され、極端な気体漏洩の際には、極板，棚溶接部などの酸化の加速を引き起こしたり、電池内部の水分蒸発により電解液比重を上げて、極板に負担をかけ、極板寿命、すなわち電池寿命を短くすることが予想される。上述した問題点を解決するために、近年、図３の（ｂ）に示す樹脂製ブッシング５と樹脂製蓋２とが接触する部分を溶着結合するダブル・インジェクション方式を用いる端子構造が実施されてきたが、この手段による場合は樹脂製蓋２と樹脂製ブッシング５の両方をインジェクションモールドするダブル・インジェクション方式を用いるため、設備においても工数においても非常に高価となる問題点があった。
【００１０】
そこで本発明は、このような課題を解決し、蓄電池端子部における液密，気密不良の防止に適し、かつ安価で端子部の密閉構造を構成できる鉛蓄電池とその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記する目的を達成する手段として、樹脂製蓋の透孔に装着される金属製ブッシングの外周部に樹脂製ブッシングを密着して成形し、その樹脂製ブッシングの外周部と底部とに環状凹部を構成し、前記樹脂製ブッシングが密着する前記樹脂製蓋には、前記樹脂製ブッシングの環状凹部に対応する位置に環状凹部を設け、前記樹脂製ブッシングの環状凹部と前記樹脂製蓋の環状凹部とによって構成される環状溝部内に弾性体物質によって構成された弾性シール体を圧入させることによって前記樹脂製蓋に前記樹脂製ブッシングを気密でかつ液密に装着することとしたものである。
【００１２】
これにより、Ｏリングもしくはパッキンなどの弾性シール体を有する樹脂製ブッシングを樹脂製蓋に密着させることで、前記弾性シール体が圧縮され、圧縮した弾性シール体により完全密封された状態となる。また、樹脂製ブッシングならびに樹脂製蓋の環状凹部にＯリングもしくはパッキンなどの弾性シール体が入り込むように、相対した構造であり、Ｏリングやパッキンなどの弾性シール体の装着ズレを防止している。その結果、金属製ブッシングと極柱の溶接時の熱や熱衝撃的な雰囲気温度などにおいても、材料収縮，膨張は、弾性シール体の特性である膨張，収縮により隙間の発生を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において樹脂製ブッシングは金属製ブッシングに密着するように成形されるのであるが、その樹脂製ブッシングの外周ならびに底部に形成される環状凹部は樹脂製ブッシング成形時に同時形成されてもよいし、また表面が滑らかな樹脂製ブッシングを成形した後に加工によって環状凹部が形成されてもよい。
【００１４】
また、樹脂製ブッシングと樹脂製蓋とはそれぞれが密着することになるため、膨張率などが同じ同質の樹脂を使用することが好ましく、また電解液が硫酸であるため耐電解液性として耐硫酸性の樹脂を選択することが望ましい。
【００１５】
また、樹脂製ブッシングの環状溝部と樹脂製蓋の環状凹部とにより構成される溝部に圧入される弾性シール体は膨張，収縮の弾性が大きいことと、耐硫酸性を持った材質を選択することが好ましい。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図１を参照して説明する。
【００１７】
まず、外部への出力端子となる鉛合金製の金属製ブッシング６の外周部にポリプロピレンからなる樹脂製ブッシング７を成形する。この樹脂製ブッシング７はポリプロピレンからなる樹脂製蓋８に形成した透孔９に装着するものである。前記樹脂製ブッシング７の外周には側部環状凹部１０を加工によって形成する。そしてこの側部環状凹部１０に対応する側部環状凹部１０ａを樹脂製蓋８に形成し、上記側部環状凹部１０と１０ａとにより構成される環状溝部内にネオプレンゴムからなるＯリング状弾性シール体１１が圧入される。
【００１８】
このＯリング状弾性シール体１１は、樹脂製ブッシング７の側部環状凹部１０に一部が嵌入した状態で樹脂製ブッシング７を樹脂製蓋８の透孔９に圧入されることにより樹脂製蓋８の側部環状凹部１０ａに他の部分が圧入される。その結果、側部環状凹部１０と１０ａとにより構成される環状溝部内にＯリング状弾性シール体１１は圧入されることとなり、このＯリング状弾性シール体１１の弾力によって樹脂製ブッシング７の側部は樹脂製蓋８に気密かつ液密に密着することとなる。
【００１９】
同様に前記樹脂製ブッシング７の底部に設けた底部環状凹部１２と樹脂製蓋８の底部に設けた底部環状凹部１２ａとにより構成される環状溝部内にパッキン状弾性シール体１３を圧入することにより、樹脂製ブッシング７の底部と樹脂製蓋８の底部とは気密かつ液密に密着することとなる。
【００２０】
なお、Ｏリング状弾性シール体１１もパッキン状弾性シール体１３も樹脂製ブッシング７と樹脂製蓋８との間に密封された状態において圧縮状態が変化しない状態になっており、電池内部にかかる圧力の最大値においても弾性シール体を変形することがなく、従って気体や液体が外部に漏出することはない。
【００２１】
また、Ｏリング状弾性シール体１１，パッキン状弾性シール体１３が、所定位置で所期の圧縮ができていない際は、樹脂製蓋８に樹脂製ブッシング７が装着できず、また上記２つの弾性シール体１１と１３が所定位置に装着されていれば、樹脂製蓋８から樹脂製ブッシング７の取り外しは容易にはできない。次に、電池組み立てにおいて、樹脂製蓋８とポリプロピレンからなる電槽（図示せず）との熱溶着をおこない、鉛合金からなる極柱１４は金属製ブッシング６の開口部に挿入された状態となり、それぞれバーナー溶接により接合する。
【００２２】
次に、本発明の前記一実施例と図３の（ｂ）に示す従来例（ダブル・インジェクション方式）とにおける図２に示す条件下において、３００サイクルのヒートショックの試験：低温−４０℃，高温６５℃の２時間交互サイクルに及ぼす気密，液密の影響について表１に示す。仕様１は本実施例の密閉型鉛蓄電池、仕様２は従来の自動車始動用開放型電池を表している。試験数は１，０００個である。
【００２３】
【表１】

【００２４】
この表１に示す結果より、本発明の一実施例では従来例に比較して、気密，液密に及ぼす影響が極めて少ないことがわかる。
【００２５】
なお、本発明の一実施例においては、Ｏリング状弾性シール体１１とパッキン状弾性シール体１３とが２ヶ所に備えられた例を示したが、弾性シール体の取り付け数が多くかつ面積も大きいほど、樹脂製ブッシング７と樹脂製蓋８との面における密封保持効果が高い。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明においては金属製ブッシングの外周に密着して形成した樹脂製ブッシングの外周と底部とに環状凹部を形成し、この環状凹部に対応する環状凹部を樹脂製蓋にも設け、前記環状凹部同士で構成される環状溝部に弾性体物質の弾性シール体を圧入して、この弾性シール体によって樹脂製ブッシングと樹脂製蓋とが気密かつ液密に密着するので電解液が漏出したり、電池内気体が漏出することがなく、その効果を簡単な構成と製造方法によって達成し、所期の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における鉛蓄電池端子部の断面図
【図２】ヒートショック試験の条件を示す図
【図３】（ａ）従来の接着剤方式における鉛蓄電池端子部の断面図
（ｂ）従来のダブル・インジェクション方式における鉛蓄電池端子部の断面図
【符号の説明】
２，８樹脂製蓋
３，６金属製ブッシング
４接着剤層
５，７樹脂製ブッシング
９透孔
１０，１０ａ側部環状凹部
１１Ｏリング状弾性シール体
１２，１２ａ底部環状凹部
１３パッキン状弾性シール体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead storage battery in which a space between a metal bushing in close contact with a pole of the lead storage battery and a through hole of a resin lid is airtight and liquid-tight, and a method for manufacturing the lead storage battery.
[0002]
[Prior art]
In order to ensure the airtightness between the lid and the metal terminal, the conventional lead storage battery generally has an airtight structure by a resin adhesive and an airtight structure by a double injection molding using a resin bushing. .
[0003]
Hereinafter, both the configurations will be described with reference to FIG.
[0004]
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a pole column made of a lead alloy, which is inserted into an opening 3a of a metal bushing 3 serving as a terminal protruding from the opening of the resin lid 2, and is in close contact with the metal bushing 3 by burner welding. It is comprised integrally as follows.
[0005]
The resin lid 2 is thermally welded to the upper rim of a battery case that houses battery elements such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution. The resin lid 2 and the metal bushing 3 In order to seal the gap between them, there are a configuration of resin adhesive sealing shown in FIG. 3 (a) and a configuration using a resin bushing shown in FIG. 3 (b).
[0006]
That is, in FIG. 3A, reference numeral 4 denotes an adhesive layer such as an epoxy resin filled in a gap between the metal bushing 3 protruding from the opening of the resin lid 2 and the opening of the resin lid 2. Thus, the metal bushing 3 and the resin lid 2 are firmly bonded by the adhesive layer 4, and the electrolytic solution in the battery case does not leak from between the metal bushing 3 and the resin lid 2.
[0007]
Further, 5 shown in FIG. 3B is a resin bushing, which is formed on the outer periphery of the metal bushing 3 in an airtight and liquid tight manner by a double injection method.
[0008]
The outer periphery of the resin bushing 5 and the opening of the resin lid 2 are firmly fixed to each other by welding the resins. Therefore, the electrolyte in the battery case does not leak from between the metal bushing 3 and the resin bushing 5 and between the resin bushing 5 and the opening of the resin lid 2.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the adhesive method shown in FIG. 3 (a), the shrinkage rates of the metal bushing 3, the resin lid 2, and the adhesive layer 4, etc. are different from each other. Use of a storage battery causes gaps and cracks due to material distortion. This is due to the difference in shrinkage of individual materials and the pressure inside the storage battery. When a gap or the like occurs, the sulfuric acid content in the storage battery leaks from the pole 1 through the gap between the metal bushing 3, the adhesive layer 4 and the resin lid 2, and the battery terminal is corroded by sulfuric acid. Specifically, the terminal wired with the terminal may be disconnected by sulfuric acid. In addition, there is concern about airtightness with the outside, and in the event of an extreme gas leakage, acceleration of oxidation of electrode plates, shelf welds, etc. is caused, and the electrolyte specific gravity is increased by evaporation of moisture inside the battery, thereby It is expected that the electrode plate life, that is, the battery life will be shortened. In order to solve the above-described problems, a terminal structure using a double injection method in which a portion where the resin bushing 5 and the resin lid 2 are in contact with each other as shown in FIG. However, when this means is used, the double injection method in which both the resin lid 2 and the resin bushing 5 are injection-molded is used, so that there is a problem that the equipment and the man-hour are very expensive.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve such problems, and to provide a lead storage battery that is suitable for preventing liquid-tight and air-tight defects in the storage battery terminal portion, and that can constitute a sealed structure of the terminal portion at low cost, and a method for manufacturing the same. It is what.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, as a means for achieving the above-mentioned object, a resin bushing is formed in close contact with an outer peripheral portion of a metal bushing attached to a through hole of a resin lid, and the outer periphery and bottom portion of the resin bushing are formed. An annular recess is provided at a position corresponding to the annular recess of the resin bushing on the resin lid that forms an annular recess, and the resin bushing is in close contact with the resin bushing. The resin bushing is mounted in an airtight and liquid-tight manner on the resin lid by press-fitting an elastic seal member made of an elastic material into an annular groove formed by an annular recess. .
[0012]
As a result, the elastic bushing is compressed by bringing a resin bushing having an elastic seal body such as an O-ring or packing into close contact with the resin lid, and is completely sealed by the compressed elastic seal body. In addition, the structure is opposed so that an elastic seal body such as an O-ring or packing enters the annular recess of the resin bushing and the resin lid, thereby preventing mounting displacement of the elastic seal body such as an O-ring and packing. . As a result, material shrinkage and expansion can be prevented by expansion and contraction, which is a characteristic of an elastic seal body, even in the heat and thermal shock atmosphere temperature during welding of metal bushings and poles. it can.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the resin bushing is molded so as to be in close contact with the metal bushing, but the annular recess formed on the outer periphery and the bottom of the resin bushing may be formed simultaneously with the resin bushing molding, Alternatively, the annular recess may be formed by processing after molding a resin bushing having a smooth surface.
[0014]
In addition, since the resin bushing and the resin lid are in close contact with each other, it is preferable to use the same resin having the same expansion coefficient and the like, and since the electrolyte is sulfuric acid, the electrolyte is resistant to sulfuric acid. It is desirable to select a compatible resin.
[0015]
In addition, the elastic seal body that is press-fitted into the groove portion formed by the annular groove portion of the resin bushing and the annular recess portion of the resin lid has a large elasticity for expansion and contraction, and a material having sulfuric acid resistance should be selected. Is preferred.
[0016]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0017]
First, a resin bushing 7 made of polypropylene is formed on the outer periphery of a metal bushing 6 made of lead alloy serving as an output terminal to the outside. The resin bushing 7 is attached to a through hole 9 formed in a resin lid 8 made of polypropylene. A side annular recess 10 is formed on the outer periphery of the resin bushing 7 by machining. A side annular recess 10a corresponding to the side annular recess 10 is formed in the resin lid 8, and an O-ring elastic seal made of neoprene rubber is formed in an annular groove formed by the side

annular recesses

10 and 10a. The body 11 is press-fitted.
[0018]
The O-ring-shaped elastic seal body 11 is formed by press-fitting the resin bushing 7 into the through hole 9 of the resin lid 8 in a state where a part thereof is fitted in the side annular recess 10 of the resin bushing 7. The other part is press-fitted into the side annular recess 10a. As a result, the O-ring elastic seal body 11 is press-fitted into the annular groove formed by the side annular recesses 10 and 10a, and the elasticity of the O-ring elastic seal body 11 causes the resin bushing 7 side. The part is in airtight and liquid tight contact with the resin lid 8.
[0019]
Similarly, a packing-like elastic seal body 13 is press-fitted into an annular groove formed by a bottom annular recess 12 provided at the bottom of the resin bushing 7 and a bottom annular recess 12 a provided at the bottom of the resin lid 8. The bottom portion of the resin bushing 7 and the bottom portion of the resin lid 8 are in airtight and liquid tight contact.
[0020]
The O-ring-like elastic seal body 11 and the packing-like elastic seal body 13 are in a state where the compression state does not change when sealed between the resin bushing 7 and the resin lid 8 and is applied to the inside of the battery. Even at the maximum value of pressure, the elastic sealing body is not deformed, and therefore no gas or liquid leaks to the outside.
[0021]
Further, when the O-ring elastic seal body 11 and the packing elastic seal body 13 are not compressed at a predetermined position, the resin bushing 7 cannot be attached to the resin lid 8, and the above two If the

elastic seal bodies

11 and 13 are mounted at predetermined positions, the resin bushing 7 cannot be easily removed from the resin lid 8. Next, in battery assembly, the resin lid 8 and a battery case (not shown) made of polypropylene are thermally welded, and the pole column 14 made of lead alloy is inserted into the opening of the metal bushing 6. Each is joined by burner welding.
[0022]
Next, under the conditions shown in FIG. 2 in the one embodiment of the present invention and the conventional example (double injection method) shown in FIG. 3B, a 300-cycle heat shock test: low temperature −40 ° C., Table 1 shows the effects of airtightness and liquid tightness on a 2-hour alternating cycle at a high temperature of 65 ° C. Specification 1 represents a sealed lead-acid battery of this embodiment, and specification 2 represents a conventional open battery for starting an automobile. The number of tests is 1,000.
[0023]
[Table 1]

[0024]
From the results shown in Table 1, it can be seen that in one embodiment of the present invention, the influence on airtightness and liquid tightness is extremely small as compared with the conventional example.
[0025]
In the embodiment of the present invention, an example in which the O-ring elastic seal body 11 and the packing elastic seal body 13 are provided at two locations is shown. However, the number of elastic seal bodies is large and the area is also large. The larger the size, the higher the sealing retention effect on the surfaces of the resin bushing 7 and the resin lid 8.
[0026]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the present invention, an annular recess is formed in the outer periphery and bottom of the resin bushing formed in close contact with the outer periphery of the metal bushing, and the annular recess corresponding to the annular recess is made of a resin lid An elastic seal body made of an elastic material is press-fitted into an annular groove formed by the annular recesses, and the resin bushing and the resin lid are in airtight and liquid tight contact with the elastic seal body. The liquid does not leak and the gas in the battery does not leak, and the effect can be achieved by a simple configuration and manufacturing method, and the intended purpose can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lead storage battery terminal portion according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing conditions of a heat shock test. FIG. (B) Cross-sectional view of lead-acid battery terminal in conventional double injection method [Explanation of symbols]
2,8

Resin lid

3, 6 Metal bushing 4 Adhesive layers 5, 7 Resin bushing 9 Through

hole

10, 10a Side annular recess 11 O-ring elastic seal body 12, 12a Bottom annular recess 13 Packing elastic seal body

Claims

電槽に覆着する樹脂製蓋と、極柱に密接した金属製ブッシングと、前記金属製ブッシングの外周部に密着して成形した樹脂製ブッシングとを備えていて、前記樹脂製ブッシングの外周と底部とに環状凹部を形成し、前記樹脂製ブッシングが密着する前記樹脂製蓋には前記樹脂製ブッシングの環状凹部に対応する位置に環状凹部を設け、前記樹脂製ブッシングの環状凹部と前記樹脂製蓋の環状凹部とによって構成される環状溝部内に弾性体物質によって構成された弾性シール体を圧入させて前記樹脂製蓋に前記樹脂製ブッシングを気密かつ液密に装着したことを特徴とする鉛蓄電池。A resin lid for covering the battery case; a metal bushing in close contact with the pole pole; and a resin bushing formed in close contact with the outer periphery of the metal bushing; An annular recess is formed in the bottom, and the resin lid to which the resin bushing is in close contact is provided with an annular recess at a position corresponding to the annular recess of the resin bushing. The annular recess of the resin bushing and the resin A lead characterized in that an elastic seal body made of an elastic material is press-fitted into an annular groove portion formed by an annular recess portion of the lid, and the resin bushing is attached to the resin lid in an airtight and liquid-tight manner. Storage battery.

外周部と底部とに環状凹部を有する樹脂製ブッシングを極柱に密着する金属製ブッシングの外周部に密着して成形し、前記樹脂製ブッシングを樹脂製蓋の透孔に嵌着した際に、前記樹脂製蓋には前記樹脂製ブッシングの環状凹部に対応する位置に環状凹部が形成されていて、前記樹脂製ブッシングの環状凹部に弾性物質より構成された弾性シール体を嵌入したまま前記樹脂製ブッシングを前記樹脂製蓋の透孔に嵌入し、前記樹脂製ブッシングの環状凹部と前記樹脂製蓋の環状凹部とによって構成される環状溝部内に前記弾性シール体を圧縮した状態で位置させ、前記弾性シール体により前記樹脂製蓋の透孔に前記樹脂製ブッシングを気密かつ液密に装着することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。When a resin bushing having an annular recess at the outer periphery and the bottom is formed in close contact with the outer periphery of a metal bushing that is in close contact with the pole, and the resin bushing is fitted into the through hole of the resin lid, An annular recess is formed in the resin lid at a position corresponding to the annular recess of the resin bushing, and an elastic seal body made of an elastic material is fitted in the annular recess of the resin bushing. A bushing is fitted into the through hole of the resin lid, and the elastic seal body is positioned in a compressed state in an annular groove formed by the annular recess of the resin bushing and the annular recess of the resin lid, A method for producing a lead-acid battery, wherein the resin bushing is airtightly and liquid-tightly attached to the through hole of the resin lid by an elastic sealing body.