JPH06236760A - 鉛酸バッテリ用グリッド - Google Patents

鉛酸バッテリ用グリッド

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JPH06236760A
JPH06236760A JP5234995A JP23499593A JPH06236760A JP H06236760 A JPH06236760 A JP H06236760A JP 5234995 A JP5234995 A JP 5234995A JP 23499593 A JP23499593 A JP 23499593A JP H06236760 A JPH06236760 A JP H06236760A
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grid
battery
strap
cast
lug
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JP5234995A
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Edward N Mrotek
エドワード・エヌ・ムロテツク
David A Thuerk
デイビツド・エイ・サーク
Wen-Hong Kao
ウエン−ホン・カオ
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Globe Union Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】材料コストを節約し、バッテリエレメントのア
センブリにおける導電率及び製造効率を改善する。 【構成】相対向する頂部フレームエレメント１２及び底
部フレームエレメント１７と側部フレームエレメント１
３とを有するほぼ矩形の導電性グリッド本体１０と、頂
部エレメント１２に配置され且つ側部エレメント１３間
の中心に配置された集電ラグ２５とを備えており、頂部
フレームエレメント１２が底部フレームエレメント１７
よりも高導電性材料を含む鉛酸バッテリ用グリッド１
０。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に鉛酸バッテリの分
野、より特定的にはセンターラグを有する独自のバッテ
リグリッド構造に係る。更に特定的には、本発明はこの
ようなセンターラググリッドから形成される正又は負バ
ッテリプレートに係る。本発明は更に、材料コストを節
約でき、バッテリエレメントのアセンブリにおける導電
率及び製造効率を改善し得る独自の設計のキャストオン
ストラップに係る。本発明の改良によると本発明は、幅
広い基部を有するグリッドラグを含んでおり、集電を容
易にするようにラグの領域に金属、典型的には鉛合金を
集中するグリッド構造に係る。組み合わせると、本発明
は個々のバッテリプレートを省略するか又はプレートの
寸法を変えることができ、より重量のバッテリの代わり
に該バッテリと同等の性能特徴を有するより軽量のバッ
テリ又は著しく改善された性能特徴を有する同等の重量
のバッテリを実現することができる。
【０００２】
【従来の技術】鉛酸バッテリは典型的には、バッテリに
電流を流すために薄く平坦でほぼ矩形の一連のグリッド
を含む。グリッドは、製造中にバッテリプレートを形成
するために堆積される電気化学的活物質又は「ペース
ト」を支持するための支持体としても機能する。ペース
トは典型的には酸化鉛と希酸溶液、例えば硫酸との混合
物からなる。ペースト組成物は当業者に公知のように、
電力要件、コスト及びバッテリ環境により決定される。
【０００３】セパレータ材料を挟んで個々のバッテリプ
レートの群を積み重ね、相互に融着してプレートスタッ
クを形成することも知られている。その後、プレートス
タックを容器内で結合し、最終バッテリを形成する。典
型的な１例は、６個のコンパートメントを有するプラス
チック容器内に６個の個々のスタックを配置した１２Ｖ
種の自動車用バッテリである。当然のことながら、バッ
テリに電流を流すためには、１つのスタックのキャスト
オンストラップを隣接スタックの適当なキャストオンス
トラップに結合することが必要である。更に、車両の電
気システムと電気的に接触するためには融着部を通って
伸延する端子電極を備えることが必要である。
【０００４】バッテリプレートを完全に結合した後、形
成即ち充電し、バッテリを稼働させる。バッテリの主要
な特徴は「コールドクランキングパワー（ｃｏｌｄ ｃ
ｒａｎｋｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）」即ち時間単位当たりに
発生可能な電力量であると言われる。コールドクランキ
ングパワーについては本明細書で追って説明する。
【０００５】近年、グリッドは金属ストリップとオープ
ンスペースとを交互に配置したマトリックス又はハニカ
ムパターンを有するスクリーン様パターンで形成されて
いる。グリッド及びリードフレーム部材の頂部、底部及
び側部に多孔質化学物質ペーストを塗布する。ペースト
の硬化後、電極をバッテリキャスティングに結合し、そ
の後、ハウジングに水性電解液を充填し、密封する。現
行システムでは、ラグは１／２インチからかなり大きい
量までの範囲でバッテリの中心線から対称的にずれてお
り、多くの設計では正又は負バッテリプレートのいずれ
かのラグはプレートの上角の近傍に配置されている。組
み立て中、バッテリプレートの正ラグを相互に結合し、
負プレートのラグを相互に結合することが必要である。
これは典型的には、結合したバッテリプレートスタック
を取り出し、反転させ、モールドに収容された溶融鉛に
ラグを浸漬することにより形成されたキャストオン鉛ス
トラップを使用して行われる。本明細書の出願時に使用
されている最も一般的なバッテリでは、このようなキャ
ストオンストラップは直立端部位置を有しており、これ
については追って図面に関する記載中により詳しく説明
する。
【０００６】これらの基本バッテリ原理のいくつかは以
下の米国特許に開示されている。第１の特許は１９０１
年３月５日付けで発行された米国特許第６６９０８５
号、発明者Ｈｅｉｄｅｌ、発明の名称「バッテリ電極
（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）」である。こ
の特許はバッテリグリッドを容器に配置する方法に係
り、バッテリの縁部の周囲に凹部つきボスを設け、電極
とバッテリセルとの間の絶縁スペーサとして機能するよ
うにボスにプラグを配置したものである。この特許の図
１には、番号なしのエレメントがバッテリの中心線の比
較的近傍にこの中心線からずれて配置されている。この
エレメントはペーストを塗布されているように見える
が、今日使用されている型の集電システムとは全く異な
る。
【０００７】別の初期グリッド設計は１９７８年１０月
３日付けで発行された米国特許第４１１８５５３号、発
明者Ｂｕｃｋｅｔｈａｌら、発明の名称「複合バッテリ
プレートグリッド及びその製造方法（Ｃｏｍｐｏｓｉｔ
ｅ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｐｌａｔｅ Ｇｒｉｄ Ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄ Ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）」
に示されている。この特許は本願の出願人に譲渡され、
グリッドの角の近傍に配置された集電ラグからほぼ放射
状に伸延するパターンで鋳造された導電部材を有するプ
ラスチックサポートを含む複合グリッドを記載してい
る。グリッドは矩形フレームと、水平及び鉛直グリッド
エレメントと、前記放射状エレメントとを含む。本特許
は主にグリッド、特にそのプラスチックサポートの鋳造
方法に係る。
【０００８】鉛酸バッテリの別のグリッド構成は１９８
２年３月１６日付けで発行された米国特許第４３２０１
８３号、発明者Ｑｕｒｅｓｈｉ、発明の名称「バッテリ
用グリッド（Ｇｒｉｄ Ｆｏｒ Ｂａｔｔｅｒｉｅ
ｓ）」に示されている。バッテリ活物質を支持するため
に本特許に開示されたグリッドは、効率的なバッテリ運
転を提供するように構成された「準放射状設計」により
特徴付けられる。水平グリッドエレメント及び上部フレ
ームから突出する直線放射状エレメント以外に、本特許
の設計は部分的に放射状であり且つ部分的に鉛直方向に
構造を有する数個のエレメントを含む。斜めに配置され
たワイヤは底部フレームエレメントに向かって伸延して
いる。
【０００９】１９８７年７月２８日付けで発行された米
国特許第４６８３１８０号、発明者Ｂｉｓｈら、発明の
名称「蓄電池（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｂ
ａｔｔｅｒｙ）」には別のバッテリプレート構造が示さ
れている。夫々の正負グリッド用のラグはバッテリの中
心線から各々ずれており、各ラグの基部と緊密に係合す
る絶縁カラーを含む装置を使用して同様のプレートに結
合されている。数個のプレートのカラーは相互に隣接し
ており、プレートストラップキャストを成形するための
モールドを形成するように機能し得る。ラグ自体はその
上端部ではほぼ矩形として示され、上部とグリッド自体
との中間部ではほぼ台形として示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
なように、多数のプレート及びグリッド設計が鉛酸バッ
テリ業界で開発されているが、このようなバッテリの設
計及び製造にはまだいくつかの問題が残っている。最も
大きな問題の１つはこの型のエネルギ源に結び付けられ
る重量の問題であり、特に近年は燃料効率に対する関心
が高まっており、関するできるだけ少ない重量でコンポ
ーネントを維持することが望ましい。ほとんどの市販の
バッテリプレートは電解液及び鉛をベースとするペース
ト活物質と組み合わせた鉛合金グリッド材料を含む。特
定の用途に必要な電力を維持しながらバッテリ重量を軽
減するようなシステムが開発されるならば、業界に著し
い進歩をもたらすであろう。
【００１１】別の問題は、このようなバッテリの製造に
関係しており、電流をシステムに流すためにはプレート
をキャストオンストラップにより相互に結合しなければ
ならず、ストラップを隣接セル内で相互に溶接しなけれ
ばならない点にある。このような製造上の問題を解決し
得る方法も、業界に著しい進歩をもたらすであろう。
【００１２】更に、電気化学反応が集電ラグに発生して
いる場所から電流を移送する際にグリッドの効率を最大
限にすることができるならば有利である。この領域にお
けるグリッド設計の改善も重要である。
【００１３】上記種々の利点を組み合わせたシステムが
実現されるならば、当業界に非常に大きな進歩をもたら
すであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、集電を最大限
にするために正又は負プレートのいずれかにセンターラ
グ構造を組み込んだ新規バッテリグリッド設計に係る。
本発明は更に、ラグの領域に大量の導電材料を提供する
ための、頂部グリッドフレームエレメント及びラグの独
自の構成、並びにラグの近傍により多量のグリッド合金
材料を提供する鉛直又は放射状に伸延するワイヤの構成
にも係る。
【００１５】新規グリッド設計及び製造方法に加え、本
発明は更に、従来のバッテリに使用可能でありながら、
センターラグを有するグリッドを結合するのに特に適切
な別のキャストオンストラップ構成にも係る。ストラッ
プ設計は現行の設計のストラップよりも高導電性であ
る。
【００１６】本発明は更に、導電グリッド材料の量の点
ではほんの僅かに重量であるに過ぎないが、センターラ
ググリッドが現行の設計のグリッドに比較して６８％ま
で高導電性であるようなグリッド設計に係る。このよう
に導電率が高いと、各プレートスタックから１個のプレ
ートを省略するか又は既存のプレートの高さを減らすこ
とが可能な程度までバッテリのコールドクランキング電
圧を改善することができ、材料コストを節約することが
できる。キャストオンストラップとセンターラググリッ
ド設計とを組み合わせて使用することにより、予備容量
の減少を最小限にしながらバッテリ重量を全体的に減ら
すことができる。プレートが省略されるならば、より長
丈のプレートを新規キャストオンストラップと併用する
ことができ、プレートの省略に伴って不要になった活物
質を残りのプレートに再分配することができる。より速
い製造速度に達することができ、プレート数が少ないた
め、資本及び保管費用を削減することができる。
【００１７】本発明の別の主要な特徴は、組み立て中に
エレメント逆転の可能性を無くすことができるという点
にある。センターラググリッドを正又は負プレートに使
用する場合には、他方のプレートに別のラグ位置を選択
しなければならない。非対称ストラップ構成によりエレ
メントをただ１方向に整列させることができるので、エ
レメント逆転による故障をなくすことができる。更に、
隣接セルのストラップを電気的に相互に結合するために
は溶接ジョー整列を使用しなければならないが、インラ
イン溶接によりこのような整列を簡単にすることができ
る。
【００１８】好適グリッドパターンは、幅の広い鉛直ワ
イヤ及びテーパ状の鉛直ワイヤを使用する結果として、
頂部且つラグ領域の近傍に高導電性の材料を含む。
【００１９】本発明の他の特徴及び本発明の特徴を提供
する他の方法は、特に好適な態様に関する以下の詳細な
説明から当業者により自明である。
【００２０】種々の図面中、同一の参照番号は同一のコ
ンポーネントを示すために使用した。
【００２１】
【実施例】本発明の好適態様について詳細に説明する前
に、適用可能性及びその範囲について注釈する。
【００２２】まず最初に、本明細書中で以下に使用する
いくつかの用語を定義する。「グリッド」なる用語は、
バッテリの形成及び放電中に生じる電気化学反応からの
電流を流すためにいずれも使用される線及び周囲フレー
ムエレメント及びラグの開空間ネットワークを意味す
る。本明細書で使用する「プレート」なる用語は、ペー
スト活物質及びグリッドの正又は負の組み合わせを意味
する。「スタック」なる用語は、多重スタックバッテリ
のセルのようにバッテリコンパートメントに挿入するた
めに結合された複数の正負プレートの組み合わせを意味
する。本明細書で使用する「キャストオンストラップ
（ｃａｓｔ−ｏｎ ｓｔｒａｐ）」なる用語は、スタッ
ク内で同一極性のラグを結合及び電気的に接続するため
に使用される導電材料のストラップを意味する。「端子
電極」なる用語は、バッテリの端部コンパートメント内
に典型的に配置される正及び負電極である。このような
端子電極は典型的には、バッテリ設計に依存してバッテ
リの頂部又はバッテリの正面を貫通して伸延するような
部分を含む。
【００２３】材料についてはそれ自体が本発明の一部を
形成するものではない。この点では、バッテリグリッド
を製造するために従来使用されている当業者に公知の材
料を本発明で使用することができ、例えば好適な鉛−ア
ンチモン合金を含む。ペースト活物質については、鉛酸
バッテリに関する多数の特許及び文献に記載されている
典型的なペースト材料であり得る。キャストオンストラ
ップは典型的には鉛であり、本発明との関連では、複数
のスタックを最終バッテリに必要な数に結合し、複数の
スタックを反転するような装置により把持し、液体鉛を
収容するモールドにラグを挿入するという単一操作でバ
ッテリスタックに典型的に加えられるというべきであ
る。冷却後、スタックを取り出し、この時点で種々のス
トラップは固体であり、ラグに装着される。
【００２４】ケーシング材料については、典型的には図
面に示すような外側容器と、複数のセルディバイダと、
鉛酸バッテリの数個の他の通常コンポーネント（ベント
キャップ、爆発減衰装置等を含む）を含み得るカバーと
を有する当業者に周知の材料から選択することができ
る。本明細書中に提供するある種の比較データに関連し
て所定の材料に言及するが、本発明は材料よりもむしろ
グリッド及びストラップの部品構成及び新規設計に主に
係る。
【００２５】明細書の次の項に移る前に、本発明の原理
を利用して種々のコンポーネントの寸法を広い範囲で変
更できることも述べておきたい。本明細書中の説明及び
寸法は、標準自動車用１２Ｖバッテリを製造するために
６個のスタックの各々１２〜１３プレートの群を使用す
る自動車用に関する。個々のグリッドの寸法、任意の特
定スタック中のプレート数及びバッテリを製造するため
に使用されるスタック数は所望の最終使用に依存して広
い範囲で変更できることは、本明細書の読了後に当業者
に自明である。
【００２６】次に本発明の最適態様を構成するコンポー
ネントについて説明し、最終的に現行のより重量のバッ
テリと同等の電力及び予備容量を有する軽量バッテリパ
ッケージでこのようなコンポーネントをどのように組み
立てるかを説明するが、まず図１に着目されたい。同図
はバッテリグリッド１０を示す。グリッド１０は以下の
説明では正バッテリプレートのグリッドとして説明され
るが、図１及び２に示すグリッドを逆転し、即ちグリッ
ド１０を負電極プレートに使用してもよいことをまず最
初に理解されたい。
【００２７】上述の特許のいくつかに記載されている他
のグリッドと同様に、グリッド１０は頂部フレームエレ
メント１２、第１及び第２の側部フレームエレメント１
３及び１５、並びに底部フレームエレメント１７を有す
るほぼ矩形のフレームを含む。図面は更に、底部フレー
ム部材１７から下向きに伸延する２つの小脚部１８及び
１９も示しており、該脚部は同様にバッテリ分野で公知
であり、グリッド及びグリッドから形成されるプレート
をバッテリ容器の底部から離間するために設けらてい
る。グリッド１０は更に、底部フレーム部材１７と頂部
フレーム部材１２との間にほぼ等間隔で配置された複数
の水平ワイヤ２０を含む。図面では２０本のワイヤ２０
を示すが、ワイヤの本数は可変である。
【００２８】グリッド１０は更に、頂部フレームエレメ
ント１２からフレームエレメント１７に向かって下向き
に伸延する複数の鉛直及び放射状に配置されたワイヤ２
２を含み、ワイヤ２２のいくつかは頂部フレーム部材１
２と最近傍の側部フレーム部材１３及び１５とを連結し
ている。好適態様によると、ワイヤ２２は鉛直から０〜
２６°の角度で伸延しており、中心のワイヤ２２（２２
ａとして示す）は側部フレーム部材１３及び１５の中間
に配置されており、グリッド１０の頂部及び底部フレー
ムエレメントに対して垂直に伸延している。ワイヤ２２
ａと側壁との間の距離が減少するに従い、角度は漸増す
る。
【００２９】ワイヤ２２が頂部フレームエレメント１２
に近づくにつれて底部フレームエレメント１７から外側
にテーパ状であることも図１を参照することにより明記
されよう。図１は本発明のグリッドの別の特徴も示して
おり、頂部フレームエレメント１２は、上端が矩形上部
ラグ部分２５に達するほぼ三角形の上向きに伸延する部
分２４をその中間に含む。図面に示した態様では頂部フ
レームエレメント１２と部分２５との間の線を直線で示
したが、曲線状又はステップ状でもよい。部分２５はワ
イヤ２２ａのすぐ上で側部フレームエレメント１３及び
１５の間のグリッド１０の中心線に配置されている。
【００３０】図面は更に、底部フレームエレメント１７
と第１の水平ワイヤ２０を結合し、頂部フレームエレメ
ント１２とその最近傍の水平ワイヤ２０とを結合する多
数の短コネクタワイヤ２７及び２９を示しており、これ
らのコネクタワイヤは構造上の完全性のために設けられ
ており、それ自体本発明の一部を形成するものではな
い。
【００３１】種々のワイヤ２０，２２，２２ａ，２７及
び２９並びにフレームエレメントを配置することによ
り、バッテリペーストを受容及び保持するように機能す
る複数のオープンスペース３０が形成される。
【００３２】図１に示すグリッドについて数種の寸法を
与えるが、寸法は特定用途に適切な寸法であり、非限定
的であると理解することがこの場合も重要である。これ
らのグリッドは本願出願人により製造されたバッテリに
収容されるように構成され、単一寸法バッテリのみに相
当する。本願出願人は、本発明の原理を容易に応用する
ことが可能なグリッドを使用して多種及び多寸法の鉛酸
バッテリを製造している。
【００３３】例えば、グリッド１０は約５．８インチの
幅及び約４．４８インチの全高（頂部フレーム部材から
の延長部は含まない）を有し得る。図面に示した態様の
部分２５は約０．２インチの高さを有するが、部分２４
の高さは約０．４０インチである。ラグ幅即ち領域２５
の幅は０．５０インチである。
【００３４】前記グリッド１０は上述の従来技術の特許
のいくつかに示されている直線状設計とは対照的に、放
射状又は分岐放射設計を有する。グリッド１０の主な特
徴は頂部及びラグ領域に高導電性材料を提供し、グリッ
ドの下部に低導電性材料を提供することである。鉛直ワ
イヤは水平ワイヤよりも幅広であり、テーパ状である。
一般に、グリッド１０は水平ワイヤにおける鉛の量を最
小限にし、全体バッテリ設計の重量制約内でラグの領域
に集中され得る鉛の量を最大限にするように設計され
る。本発明の最適態様でこれを達成する別の方法は、底
部フレームエレメント１８の幅を０．０８０インチに減
らし（現行設計では０．１００インチ）、頂部フレーム
エレメント１２の幅を０．１１０インチまで増やすこと
である。
【００３５】図２は、電極プレート、電極スタック及び
場合によりバッテリを製造するためにグリッド１２で有
用な本発明の教示に従って製造された負グリッド４０を
示す。グリッド４０は、一般にグリッド１０と同等の寸
法を有する上部フレームエレメント４２、対向側部フレ
ームエレメント４３及び４５、並びに底部フレームエレ
メント４７を含む。グリッド４０の最も重要な特徴は、
ラグ４８がこの図面では上左角に配置されているが、同
様に一般に幅広の下部５０とほぼ矩形の上部５２とを含
むという点にある。グリッドは更に水平ワイヤ５４と、
頂部フレームエレメント４２及び底部フレームエレメン
ト４７を最近傍の水平ワイヤ５４に結合する複数の強化
用短ワイヤ５５とを備えている。複数の放射状に伸延す
るワイヤ５６が一般に頂部フレームエレメント４２から
底部フレームエレメント４７及び側部フレームエレメン
ト４５に向かって伸延しており、このワイヤはグリッド
１０に関して上述したようなテーパを含む。グリッド１
０と同様に、グリッド４０はラグの領域により高百分率
の導電性材料を含む。グリッド４０は更に、肉薄底部フ
レームエレメント４７と肉厚上部フレームエレメント４
２とを含み、いずれもグリッドの導電率を増加させ（抵
抗を減少）、ラグに電流を流し易くするように機能す
る。
【００３６】グリッド１０及び４０の寸法は、正負グリ
ッドをペースト状活物質で被覆し、結合し、一例を以下
に詳細に説明するようなプレートスタックを形成できる
ように、ラグの位置を除いて実質的に同一である。同等
の寸法ではグリッド４０は従来のグリッドよりやや重量
であり得るが、各プレートスタックから少なくとも１個
のグリッドを省略することができ、スタックの全体の重
量は減少するので、この特徴は十分に相殺される。プレ
ートを省略する代わりに、もっと短いプレートを使用し
て重量を減らすこともできる。このような重量減少はコ
ールドクランキングパワーの損失又は予備容量の顕著な
損失なしに達せられる。あるいは、同等の重量を有する
バッテリでより良好な性能に達することができる。
【００３７】２つのグリッド１０及び４０は今日の自動
車用バッテリに一般に使用されているグリッドとは大き
く異なる。例えば、本願出願人により使用されているグ
リッドは典型的には、相互に構造の類似する正負グリッ
ドを有しており、ラグの中心点はグリッドの中心線から
０．６８８インチずれている。このため、バッテリのア
センブリにある程度の対称が可能であるが、重大な製造
上の欠点とエレメント逆転の可能性も生じる。このよう
な欠点は本発明のグリッドを使用することにより完全に
解消することができる。
【００３８】図３Ａは従来技術のキャストオンストラッ
プ６０を示す。上述のように、このようなストラップは
まず最初に所望数の正負プレートを結合することにより
バッテリプレートスタックに加えられる。このようなア
センブリは交互に配置された正負プレートと、プレート
間に配置されたセパレータ材料とを含む。プレートを結
合し、溶融鉛を収容するストラップモールドにラグを配
置するためにプレートを反転できるようにプレートを把
持するための数種類の機械が当業者に知られている。プ
レートをモールドから取り出した後、図３Ａに示すよう
なストラップをプレートスタックのラグ列中の各ラグに
装着する。
【００３９】図３Ａ及び図３Ｂは典型的なキャストオン
ストラップを異なる角度から見たものである。ストラッ
プの製造に使用されるモールドを示すのでなく、正面図
及び側面図を示し、実際のストラップは集電ラグに一体
的に形成されるので集電ラグに結合されるということは
この点までの記載から明らかである。キャストオンスト
ラップ６０は一般に、バッテリプレートスタックの列中
の各ラグに電気的に結合されるために十分な長さを有す
る矩形の細長い本体部分６２を含む。キャストオンスト
ラップ６０は更に、部分６０の一端から鉛直に伸延する
部分６４を含み、伸延部６４は該部分６４の全体の外観
が墓碑様となるように湾曲した頂部６５を有する。
【００４０】ストラップ６０は鉛直部分６４がスタック
の相対向する端部に配置されるように正負ラグで逆向に
配置される。正プレートラグを結合するあるストラップ
の部分６４がケーシング壁を介して隣接セル内の負のプ
レートラグを結合するストラップの部分６４に電気的に
融合され得るように、部分６４がバッテリケーシング
（図示せず）の分割壁に適合するように配置されること
も当業者に理解されよう。このような結合は現行のバッ
テリ製造技術では、１対の部分６４を越えて下方向に伸
延し且つ相互にクランプされて溶接作業を実施する溶接
ジョーを使用することにより達せられている。ジョーを
下げ過ぎるとストラップ６０の部分６２に接触し、不整
合及び／又は欠陥溶接の原因となり得るので、このよう
な溶接作業中には細心の注意が必要である。
【００４１】図４Ａから図４Ｃは本発明のキャストオン
ストラップを示す。これらのストラップは、該ストラッ
プが併用されるグリッド及びプレートのセンターラグ構
造により可能とされる別の構造及び向きを有する。スト
ラップ７０はこの場合も結合ラグなしに示しており、上
述と同様にストラップ７０はそれ自体本発明の一部を構
成しない溶接技術を使用することにより形成され得る。
ストラップ７０は、相互に接続するように設計されたラ
グの列の長さと同等以上の長さと、端部７６及び横方向
突起７４の間で厚さ及び幅が漸増する横断面とを有する
伸長本体部分７２を含む。部分７２の一端には横方向に
突出する延長部７４が形成されている。図３Ａ及び図３
Ｂと、図４Ａから図４Ｃとを比較すると、本発明のキャ
ストオンストラップのほうが全高が短く、墓碑様外観は
根本的に変形されていることが留意されよう。短丈プロ
フィルストラップを使用するので、長丈プレートを使用
することができ、本発明で達成可能なバッテリ設計の融
通性を更に増すことができる。
【００４２】実際に、（端部スタックを除く）各バッテ
リスタック毎に２個のキャストオンストラップ７０を使
用し、一方はセンターラグを含むプレートに使用し、他
方は中心からずれたラグを有するプレートに使用する。
ストラップ７０は横方向突起７４がこのようなスタック
の２つのラグ列によりほぼ規定される領域内に伸延する
ように配置される。
【００４３】端部スタックは図５に関して以下に説明す
るように、ストラップ７０のただ１つと、端子電極のた
めの別のストラップとを含む。
【００４４】図５は、本発明の最適態様の教示に従って
製造されたバッテリの多少概略的な平面図である。個々
のプレートについて詳示しないが、カバー及びその関連
コンポーネントは、本発明の最適態様を形成するコンポ
ーネントを説明し易くするために図面から省略した。バ
ッテリ８０は前壁８４、端壁８５及び８７、後壁８６並
びに底部（図示せず）を有するコンパートメント８２を
含む。端壁８５及び８７の間には５個のセル隔壁８８が
配置されており、１２Ｖ自動車用バッテリに典型的に存
在するような６個のコンパートメント８２を形成する。
【００４５】各コンパートメント８９内にはプレートス
タック９０が配置されており、各スタック９０はセパレ
ータ材料を挟んで配置された多数の正負プレートから構
成されており、図面では正プレートラグはバッテリの中
心線に配置されている。負プレートラグは、スタック９
１以外は後壁８６の近傍に配置されており、端部コンパ
ートメント内のスタック９１では負プレートラグは前壁
８４に隣接して配置されている。この逆転により、以下
に記載するような端子電極をバッテリの同一側に配置す
ることができる。
【００４６】同図はキャストオンストラップ７０がバッ
テリコンパートメント内でどのように配置されるかを示
すと共に、ストラップ７０の横方向延長部７４がバッテ
リに沿ってストラップ７０の本体部分７２の間の領域内
で１本の線を形成するためにストラップが鏡像形でどの
ように交互配置されるかを明示している。ジョー整列が
容易であるため、キャストオンストラップ７０を使用し
て容易に溶接作業を実施することができ、部分７４がプ
レートの頂部の上に所定間隔をとって配置されているの
で、ストラップ又はプレートを損傷する危険が少ないと
いう点も同図を参照することにより容易に理解されよ
う。
【００４７】図５は更に正負端子電極に夫々備えられた
キャストオンストラップ９２及び９４を示す。これらの
ストラップは、端部コンパートメント内の夫々のラグを
結合する本体部分９５と、この態様ではカバー（図示せ
ず）を通って突出するように前記本体部分と一体的に形
成されたポスト９７とを各々含む。多くの場合、端子電
極の向きはバッテリ自体の設計パラメータにより決定さ
れ、頂部ポスト、側部ポスト及び他のポスト設計は公知
であり、本明細書の読了後に当業者により容易に応用さ
れよう。ストラップ９２及び９４は隣接セル内のストラ
ップに溶融されない。
【００４８】当業者に公知の頂部、側部又は角構造を含
む本発明のグリッド及びストラップ構成を使用すること
により種々の端子構成が可能である。これらの可能性
は、１組のラグの中心線構成を含む非対称ラグ構成によ
り生じる。
【００４９】以上、数種の好適態様に関して本発明を説
明したが、本発明は以上の説明に限定されず、特許請求
の範囲のみに限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の最適態様に従って製造されたセンター
ラグ正バッテリグリッドの正面図である。
【図２】本発明の最適態様に従って製造された負バッテ
リグリッドの正面斜視図である。
【図３Ａ】従来技術のキャストオンストラップ設計の正
面図である。
【図３Ｂ】従来技術のキャストオンストラップ設計の側
面図である。
【図４Ａ】本発明の最適態様に従うキャストオンストラ
ップ設計の正面図である。
【図４Ｂ】本発明の最適態様に従うキャストオンストラ
ップ設計の平面図である。
【図４Ｃ】本発明の最適態様に従うキャストオンストラ
ップ設計の側面図である。
【図５】本発明の好適態様に従うキャストオンストラッ
プ構成と正負端子電極を示す６コンパートメントバッテ
リの概略平面斜視図である。
【符号の説明】
１０ 正グリッド １２，４２ 頂部フレームエレメント １３，１５，４３，４５ 側部フレームエレメント １７，４７ 底部フレームエレメント ２０ 水平ワイヤ ２２ 鉛直及び放射状ワイヤ ２５，４８ ラグ ２７，２９ コネクタワイヤ ４０ 負グリッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビツド・エイ・サーク アメリカ合衆国、ウイスコンシン・53005、 ブルツクフイールド、ベランダ・コート・ 1225 (72)発明者 ウエン−ホン・カオ アメリカ合衆国、ウイスコンシン・53223、 ブラウン・デイアー、ウエスト・シルバー リーフ・レーン・5356

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相対向する頂部フレームエレメント及び
    底部フレームエレメントと側部フレームエレメントとを
    有するほぼ矩形の導電性グリッド本体と、頂部エレメン
    トに配置され且つ側部エレメント間の中心に配置された
    集電ラグとを備えており、頂部フレームエレメントが底
    部フレームエレメントよりも高導電性材料を含むことを
    特徴とする鉛酸バッテリ用グリッド。
  2. 【請求項２】 側部エレメント間に導電ワイヤが伸延し
    ており、頂部エレメントから側部エレメント及び底部エ
    レメントに向かって導電ワイヤが伸延していることを特
    徴とする請求項１に記載のグリッド。
  3. 【請求項３】 頂部エレメントはその中間部に寸法増加
    部分を有しており、集電ラグが頂部エレメントの寸法増
    加部分から伸延していることを特徴とする請求項１に記
    載のグリッド。
  4. 【請求項４】 相対向する頂部フレームエレメント及び
    底部フレームエレメントと側部フレームエレメントとを
    有するほぼ矩形の導電性グリッド本体と、頂部フレーム
    エレメントの中心と頂部フレームエレメント及び側部フ
    レームエレメントにより規定されるグリッドエレメント
    の角との間で頂部エレメントに配置された集電ラグとを
    備えており、頂部フレームエレメントが底部フレームエ
    レメントよりも高導電性材料を含むことを特徴とする鉛
    酸バッテリ用グリッド。
  5. 【請求項５】 側部エレメント間に導電ワイヤが伸延し
    ており、頂部フレームエレメントから側部フレームエレ
    メント及び底部フレームエレメントに向かって導電ワイ
    ヤが伸延していることを特徴とする請求項４に記載のグ
    リッド。
  6. 【請求項６】 頂部エレメントから伸延するワイヤの少
    なくとも一部がテーパ状であり、頂部エレメントからの
    距離の増加に伴って横断面積が減少することを特徴とす
    る請求項５に記載のグリッド。
  7. 【請求項７】 グリッドの中央点からずれた集電ラグを
    有するグリッドから形成されたプレートと交互に配置さ
    れた請求項１に記載のグリッドから形成された複数のプ
    レートと、プレート間に配置されたセパレータとを含む
    バッテリプレートスタック。
  8. 【請求項８】 第１のキャストオンストラップが請求項
    １に記載のグリッドから形成されたプレートのラグ列を
    電気的に結合し、第２のキャストオンストラップが交互
    に配置されたプレートのラグを電気的に結合し、各キャ
    ストオンストラップが導電性材料から形成されており、
    各キャストオンストラップがラグを結合する伸長部分と
    伸長部分の一端から横方向に突出する部分とを有してお
    り、第１及び第２のキャストオンストラップの横方向に
    突出する部分がプレートスタックの相対向する端部に配
    置され、ラグ列によりほぼ規定される領域に配置されて
    いることを特徴とする請求項７に記載のプレートスタッ
    ク。
  9. 【請求項９】 第１及び第２の端部を有しており且つ複
    数のバッテリプレート集電ラグに電気的に結合されるよ
    うに構成された伸長部分を含んでおり、前記ラグがバッ
    テリプレートを相互に積み重ねたときに１直線上に配置
    され、ストラップが更に伸長部分の第２の端部から横方
    向に伸延する別の部分を含んでいることを特徴とするバ
    ッテリ用キャストオンストラップ。
  10. 【請求項１０】 伸長部分の横断面積が第１及び第２の
    端部間で増加し、第２の端部で最大であることを特徴と
    する請求項９に記載のストラップ。
  11. 【請求項１１】 端壁及び隔壁により形成される複数の
    セルコンパートメントを含む鉛酸バッテリであって、前
    記コンパートメントの各々がセパレータを挟んで複数の
    正負バッテリプレートを収容しており、各バッテリプレ
    ートが集電ラグを有しており、正負プレートのラグが各
    コンパートメント内で所定間隔の線状に配置されてお
    り、各線におけるラグがキャストオンストラップにより
    相互に電気的に結合されており、端部セルコンパートメ
    ントの各々における線が末端キャストオンストラップに
    より電気的に結合されており、他の線が第１及び第２の
    端部を有する伸長部分を有する非末端キャストオンスト
    ラップにより電気的に結合されており、別の部分が第２
    の端部から横方向に伸延していることを特徴とする鉛酸
    バッテリ。
JP5234995A 1992-09-21 1993-09-21 鉛酸バッテリ用グリッド Pending JPH06236760A (ja)

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