JP2001052716A - 溶接部除去による負極集電体用黄銅線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 材料黄銅線の伸線効率を保持しながら、溶接
による不純物や不均一部を含有しない高品質の製品黄銅
線を提供できるアルカリ一次電池の負極集電体用黄銅線
の製造法。 【解決手段】 伸線機１８の入口外側１８ａで伸線が終
了した製品黄銅線１４の後端と未伸線の材料黄銅線４の
先端との間に表面変色した連結黄銅線１６を介装して溶
接し、その後連結黄銅線１６を伸線しながら伸線機１８
の出口外側１８ｂまで送り、前記連結黄銅線１６を溶接
部１６ａとともに除去し、その後未伸線の材料黄銅線４
を連続して伸線することにより伸線効率の高度化と製品
黄銅線１４の高品質化を実現する。また、溶接部をバリ
取りすることにより、バリが伸線機に付着することが無
く、後続の材料黄銅線に不純物を付着させることがな
い。更に、経時変色した連結黄銅線を使用すれば、変色
部が伸線工程で消失することがないので、連結黄銅線の
検出と除去を確実に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ一次電池の
負極集電体用黄銅線の製造方法に関し、更に詳細には、
材料黄銅線を相互に溶接により連結して伸線工程を効率
化する場合に、伸線された製品黄銅線中に溶接部等の不
純物が混入しないようにした高品質の負極集電体用黄銅
線の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マンガン乾電池を改良したアルカ
リマンガン乾電池が急速に普及している。このアルカリ
マンガン乾電池は、電解液として濃厚水酸化カリウム水
溶液等の強アルカリ水溶液を用いているために、長寿命
で大電流を取り出すことができ、電気容量が大きい等の
特徴を有している。このアルカリマンガン乾電池に代表
されるグループの一次電池をアルカリ一次電池と称す
る。

【０００３】このアルカリ一次電池の活物質は、中央部
に亜鉛負極、外周部に二酸化マンガン正極として構成さ
れている。負極はゲル化した電解液に亜鉛粉を分散させ
て表面積を大きくし、電極性能を高めている。負極集電
には黄銅棒が用いられ、負極の中央に黄銅棒を配置し
て、亜鉛粉から生じた電子を集電する。従って、この黄
銅線の表面は清浄であることが必要で、不純物・酸化物
などの異物や欠陥などがあると性能上の問題を引き起こ
す。

【０００４】図９には負極集電体用黄銅線の従来の製造
工程が示されている。ステンレス製の運搬具２に巻装さ
れた大径の材料黄銅線４の先端は、伸線された製品黄銅
線１４の後端と溶接工程６により溶接接続される。溶接
部の肉盛り部分はバリ取り工程８によりグラインダーで
研削されて材料黄銅線と同径にまで研削加工される。そ
の後、材料黄銅線４は伸線工程１０により小径に絞られ
ながら伸線され、所望径に縮径された製品黄銅線１４が
巻取工程１２により他の運搬具２に巻回されてゆく。

【０００５】この１回の伸線工程１０により所望直径に
まで伸線する場合もあるが、伸線工程１０を複数回繰り
返して徐々に伸線しながら最終径にまで縮径する方法も
ある。１回の絞り量を小さくした方が黄銅線中の内部歪
みを小さくできるからである。最終径に到達した後、焼
鈍工程で内部歪みを解消し、洗浄工程で表面不純物を除
去して最終の製品黄銅線１４を仕上げる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】負極集電体用の黄銅線
は不純物や欠陥のない均一な黄銅線である必要がある。
この従来方法では、焼鈍で内部歪みを除去し、洗浄で表
面不純物を除去するのであるが、溶接部は除去されてい
ない。つまり、上述の工程から分かるように、黄銅線同
士の溶接部は、バリ取りや伸線を受けた後、製品黄銅線
として運搬具２に巻き取られてしまっている。この溶接
部を除去しようとしても、表面はバリ取りと伸線加工で
他の部分と判別しにくい形態になっており、除去するこ
とは困難である。従って、従来は溶接部を除去できずに
残存したまま製品黄銅線として製造されていた。

【０００７】この溶接部では、溶接に伴って黄銅線材が
溶融を起こし、不均一化などの内部組織の変質が起きる
とともに、二つの線材を密着させるための圧力が加わる
ために、表面にバリが生じる。このバリ取りのために研
削加工が施されるが、グラインダーの研削粉塵が飛び散
るため異種材料が不純物として黄銅線表面に噛み込む。
従って、溶接部近傍は不均一性と不純物性が集中した領
域である。こうして製造された製品黄銅線を所定長に切
断して負極集電体とする場合に、溶接部では成形不良が
生じ、また、溶接部を含んだ負極集電体がアルカリ一次
電池に組み込まれると、電池性能に重大な欠陥を引き起
こしていた。

【０００８】この重大な欠陥とは電池内部における水素
ガスの発生である。この内部ガスが一定量まで増大する
と、電池の膨満により液密機構が破壊されて電解液が漏
出したり、ガス抜き機構が不十分な場合には爆発事故が
生じたりしていた。

【０００９】この水素ガス発生の理由は次のように推定
される。アルカリ一次電池に組み込まれた黄銅線の溶接
部は負極活物質である亜鉛粉と電解液中で接触し、その
結果、不純物と亜鉛が局部電池を形成する。この不純物
の中にＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ等が存在すると、その標準電極
電位は亜鉛より低いため、亜鉛が電解液中にイオン化し
て溶け込み、残された電子が水素過電圧の低いＦｅ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ等の金属不純物に集中する。そこで、電解液中
の水素イオンがこの電子と結合して水素ガスが発生する
ことになる。

【００１０】このような危険性を未然に防止するため
に、電池自体により精巧な漏液防止機構やガス抜き機構
を付設するなど、電池の構造や機構に各種の手段が講じ
られている。しかし、根本的には水素発生の原因となる
黄銅線等の部品単位での品質管理が強く求められてい
る。

【００１１】従って、本発明の第１目的は、材料黄銅線
や製品黄銅線を溶接接続して伸線効率を保持できる負極
集電体用黄銅線の製造方法を提供することである。本発
明の第２目的は、溶接部の除去により不純物が混入しな
いようにして製品黄銅線の品質向上を図る負極集電体用
黄銅線の製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、伸線
機の入口外側で伸線が終了した製品黄銅線の後端と未伸
線の材料黄銅線の先端との間に表面変色した連結黄銅線
を介装して溶接し、その後連結黄銅線を伸線しながら伸
線機の出口外側にまで送り、前記連結黄銅線を溶接部と
ともに除去し、その後未伸線の材料黄銅線を連続して伸
線することを特徴とする溶接部除去による負極集電体用
黄銅線の製造方法である。

【００１３】請求項２の発明は、伸線機の入口外側で伸
線が終了した製品黄銅線の後端と未伸線の材料黄銅線の
先端との間に表面変色した連結黄銅線を介装して溶接
し、また伸線機の入口手前に複数の未伸線の材料黄銅線
がある場合にこれらの材料黄銅線の先端と後端とを表面
変色した連結黄銅線で溶接接続して１本の連続線とし、
その後一本化した黄銅線を伸線しながら連結黄銅線が伸
線機の出口外側に出る度に連結黄銅線を溶接部とともに
除去し、材料黄銅線を順次伸線してゆくことを特徴とす
る溶接部除去による負極集電体用黄銅線の製造方法であ
る。

【００１４】請求項３の発明は、前記連結黄銅線を介装
して溶接した後、その溶接部のバリ取りをする請求項１
または２記載の溶接部除去による負極集電体用黄銅線の
製造方法である。

【００１５】請求項４の発明は、前記連結黄銅線はその
表面が経時変色した材料黄銅線である請求項１又は２記
載の溶接部除去による負極集電体用黄銅線の製造方法で
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明者等は、黄銅線の伸線効率
と品質向上の両者を満足するためには、伸線された製品
黄銅線の後端と未伸線の材料黄銅線の先端を直接溶接す
るのではなく、両端間を表面変色した短長の連結黄銅線
により溶接接続する必要があるとの結論に到達した。複
数の材料黄銅線同士や、材料黄銅線と製品黄銅線同士を
連結黄銅線で溶接接続して一本の黄銅線にすれば連続伸
線が可能となり伸線効率を保持できる。また、適時に表
面変色を検出して連結黄銅線とその溶接部を除去すれば
製品黄銅線の品質を向上することが可能となる。

【００１７】連結黄銅線の表面変色は伸線工程でも消去
されない程度に着色されている必要がある。黄銅線表面
に着色剤を塗着した程度では、伸線工程中における摩
擦、発熱、潤滑液などにより消去されてしまう。従っ
て、本発明では経時変化による表面変色や強制的な加熱
酸化による表面変色などを利用する。このような連結黄
銅線を用いれば、伸線工程を経ても表面変色は残存して
おり、その表面変色を検出して連結黄銅線及び溶接部の
除去が可能となる。

【００１８】図１は本発明に係る負極集電体用黄銅線の
製造方法の工程図であり、図９と同一部分には同一番号
を付している。図２は本発明に係る負極集電体用黄銅線
の製造方法の初期状態を示している。両図において、運
搬具２に巻回された材料黄銅線４の先端と伸線が終了し
た製品黄銅線１４の後端との間には、溶接工程６を通し
て表面変色した連結黄銅線１６が溶接される。この連結
黄銅線の連結は伸線機１８の入口外側１８ａで行われ
る。連結黄銅線１６の両端は溶接部１６ａ、１６ａとバ
リ状に肉盛りされるから、この溶接部はバリ取り工程８
により材料黄銅線４と同径にまで研削される。

【００１９】次に、伸線機１８が駆動され、送り工程２
０を通して前記連結黄銅線１６は伸線機１８の出口外側
１８ｂへと送られる。この出口外側１８ｂで除去工程２
２を通して連結黄銅線１６とその両端の溶接部１６ａ、
１６ａが切断除去され、材料黄銅線４から異物質が取り
除かれる。

【００２０】除去後、材料黄銅線４の先端４ａが別の運
搬具２に巻回され、以後伸線工程１０及び巻取工程１２
を通して製品黄銅線１４がこの運搬具２に連続的に巻回
されてゆく。次に、図２から図８を通して各工程の詳細
を説明する。

【００２１】図２に示されるように、伸線機１８の中に
は絞り用ダイス１８ｃと送り機構１８ｄが装備されてい
る。この伸線機１８の入口外側１８ａには２個の運搬具
２、２が配置され、これらの運搬具２、２には大径の材
料黄銅線４が巻装されている。伸線機１８の出口外側１
８ｂには別の運搬具２が配置され、その周りに小径の製
品黄銅線１４が完成状態で巻回され、その後端１４ｂは
入口外側１８ａに位置している。勿論、この後端１４ｂ
は伸線機１８を通過していないから、まだ伸線されてい
ない。出口外側１８ｂ付近には、ガイドローラー１８
ｅ、１８ｆが配置されて、黄銅線の送り及び巻回を円滑
化している。

【００２２】図３は連結黄銅線の溶接工程図である。伸
線機１８の入口外側１８ａでは点線で表される２本の連
結黄銅線１６、１６が介装溶接される。まず、製品黄銅
線１４の後端１４ｂと材料黄銅線４の先端４ａとの間が
溶接され、次にその後方位置で、材料黄銅線４の先端４
ａと材料黄銅線４の後端４ｂとの間が溶接される。その
結果、２群の材料黄銅線４、４と製品黄銅線１４とは１
本の黄銅線となる。

【００２３】図４は連結黄銅線１６の溶接による連結状
態を示している。黒色で表される表面変色した連結黄銅
線１６は左右を材料黄銅線４と製品黄銅線１４に接続さ
れ、その溶接部１６ａ、１６ａはバリ取りされて、その
直径は材料黄銅線４と同径に調整されている。

【００２４】図５は連結黄銅線の送り工程図である。連
結黄銅線１６を溶接した後、伸線機１８を駆動して、連
結黄銅線１６を入口外側１８ａから出口外側１８ｂまで
送る。出口外側１８ｂには図示しない着色検出器があ
り、この着色検出器が連結黄銅線１６の着色を検出し
て、出口外側１８ｂの位置にて連結黄銅線１６を自動停
止させる。勿論、作業者の目視で着色を検出してもよ
い。

【００２５】図６は連結黄銅線の除去工程図である。出
口外側１８ｂにて連結黄銅線１６をその両端の溶接部１
６ａ、１６ａを含めて切断除去する。この切断の際、溶
接物質や研削物質が飛散付着している可能性のある左右
の黄銅線領域までを含んで除去すれば、製品黄銅線１４
の中に不純物などが入る余地は完全になくなる。この段
階で、運搬具２に巻回された製品黄銅線１４を運搬具と
一緒に製品倉庫に移動する。

【００２６】図７は材料黄銅線の伸線開始図である。材
料黄銅線４の先端４ａを出口外側１８ｂに新しく配置さ
れた運搬具２に巻回する。巻回後、伸線機１８を駆動し
て、図１８の伸線中間状態に達するまで連続的に伸線作
業を行う。

【００２７】図８は材料黄銅線の伸線中間状態図であ
る。この図は図３に対応した状態を示し、１個の運搬具
２に巻装された材料黄銅線４の伸線作業を終了したもの
で、更に、もう１個の材料黄銅線４が未伸線のまま残さ
れている。従って、残った連結黄銅線１６を出口外側１
８ｂにまで送って、前述と同様の工程を経ることにな
る。

【００２８】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における
種々の変形例や設計変更などをその技術的範囲内に包含
するものである。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、材料黄銅線と
製品黄銅線の間に連結黄銅線を溶接して伸線するから、
効率的な伸線作業を行うことができる。しかも、適時に
その連結黄銅線を溶接部とともに切断除去するから、不
純物や溶接による不均一部が製品黄銅線に混入すること
がなく、高品質の負極集電体用黄銅線を製造することが
できる。

【００３０】請求項２の発明によれば、伸線機の入口外
側に２個以上の材料黄銅線がある場合にも、材料黄銅線
相互間を連結黄銅線で１本化するから、伸線工程を効率
的に連続化でき、しかも巻取前に連結黄銅線を溶接部と
ともに切断除去するから、溶接による不純物や不均一部
が製品黄銅線に混入することがなく、高品質の負極集電
体用黄銅線を製造することができる。

【００３１】請求項３の発明によれば、連結黄銅線を溶
接した後、伸線機通過前にその溶接部のバリ取りをする
ので、伸線機にバリが付着したりすることが無く、伸線
機内における黄銅線への不純物の付着を防止することが
できる。

【００３２】請求項４の発明によれば、経時変色した連
結黄銅線により連結するから、その連結黄銅線が伸線工
程を受けても変色部が残存するために検出することがで
き、巻取前に連結黄銅線とその溶接部を確実に切断除去
できる。従って、高品質の製品黄銅線を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る負極集電体用黄銅線の製造方法の
工程図である。

【図２】本発明に係る負極集電体用黄銅線の製造方法の
初期状態図である。

【図３】本発明に係る連結黄銅線の溶接工程図である。

【図４】本発明に係る連結黄銅線の溶接による連結状態
図である。

【図５】本発明に係る連結黄銅線の送り工程図である。

【図６】本発明に係る連結黄銅線の除去工程図である。

【図７】本発明に係る材料黄銅線の伸線開始図である。

【図８】本発明に係る材料黄銅線の伸線中間状態図であ
る。

【図９】負極集電体用黄銅線の従来の製造工程図であ
る。

【符号の説明】

２は運搬具、４は材料黄銅線、６は溶接工程、８はバリ
取り工程、１０は伸線工程、１２は巻取工程、１４は製
品黄銅線、１４ｂは製品黄銅線の後端、１６は連結黄銅
線、１６ａは溶接部、１８は伸線機、１８ａは入口外
側、１８ｂは出口外側、１８ｃは絞り用ダイス、１８ｄ
は送り機構、１８ｅはガイドローラー、１８ｆはガイド
ローラー、２０は送り工程、２２は除去工程。

フロントページの続き (72)発明者 北野 雅則 大阪府堺市三宝町８丁374番地 三宝伸銅 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E070 AA04 AB14 BA20 CA02 EA00 5H017 AA02 BB00 BB11 BB15 BB19 CC14 CC18 EE01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリ一次電池の負極集電体に用いら
   れる黄銅線の製造方法において、伸線機の入口外側で伸
   線が終了した製品黄銅線の後端と未伸線の材料黄銅線の
   先端との間に表面変色した連結黄銅線を介装して溶接
   し、その後連結黄銅線を伸線しながら伸線機の出口外側
   にまで送り、前記連結黄銅線を溶接部とともに除去し、
   その後未伸線の材料黄銅線を連続して伸線することを特
   徴とする溶接部除去による負極集電体用黄銅線の製造方
   法。
2. 【請求項２】 アルカリ一次電池の負極集電体に用いら
   れる黄銅線の製造方法において、伸線機の入口外側で伸
   線が終了した製品黄銅線の後端と未伸線の材料黄銅線の
   先端との間に表面変色した連結黄銅線を介装して溶接
   し、また伸線機の入口手前に複数の未伸線の材料黄銅線
   がある場合にこれらの材料黄銅線の先端と後端とを表面
   変色した連結黄銅線で溶接接続して１本の連続線とし、
   この一本化した黄銅線を伸線しながら連結黄銅線が伸線
   機の出口外側に出る度に連結黄銅線を溶接部とともに除
   去し、材料黄銅線を順次伸線してゆくことを特徴とする
   溶接部除去による負極集電体用黄銅線の製造方法。
3. 【請求項３】 前記連結黄銅線を介装して溶接した後、
   その溶接部のバリ取りをする請求項１または２記載の溶
   接部除去による負極集電体用黄銅線の製造方法。
4. 【請求項４】 前記連結黄銅線はその表面が経時変色し
   た材料黄銅線である請求項１又は２記載の溶接部除去に
   よる負極集電体用黄銅線の製造方法。