JP2009166098A - Ｃｏｓ鋳造鋳型 - Google Patents

Abstract

【課題】 逆さに保持された1つ複数個の極板群の正,負極耳群の同極性耳杆又は/及び異極性耳環を接続するストラップを鋳造するための極板耳群挿入用のストラップ鋳造用凹部と該凹部内に流入した溶湯を冷却するための水路を形成されたCOS鋳造鋳型を用い、ストラップ鋳造を繰り返し行う過程で温度差を生ずることによるひび割れを防止し、その使用寿命の著しい延長をもたらすCOS鋳造鋳型を提供する。
【解決手段】 鋳型本体1の上面に、蓄電池Bの極板群gの接続するべき同極性耳列又は/及び相隣るセル室内の極板群の接続するべき対向する異極性耳を夫々挿入されるストラップ鋳造用凹部2-1,2-2,…2-7から成る少なくとも1組の鋳型2を設け、且つ配設されたストラップ鋳造用凹部2-1,2-2,…2-7の近傍に、該鋳型本体1内を貫通して冷却水を流す水路3を形成して成るCOS鋳造鋳型において、該鋳型本体1の該水路3の外側の端壁部1a内に追加の水路8を形成した。
【選択図】 図1

Description

本発明は、蓄電池の極板群へ耳群をストラップ接続するに用いられるCOS鋳造鋳型に関する。

従来のこの種COS鋳造鋳型、換言すれば、キャストオンストラップ鋳造用鋳型として、例えば、特許文献1として引用する特開昭64-83368号公報に記載されているように、単独の極板群の左右に突出した正極耳列及び負極耳列を夫々ストラップ接続するに適したストラップ鋳造用凹部を左右に配設して成る1組の鋳型を設け、これら凹部の裏面に水路を形成して成るCOS鋳造鋳型と、蓄電池の電槽内を縦横に交叉する切欠壁で区画された6個のセル室内に、1枚の正極板とセパレータを介しその両側に積層した2枚の負極板とから成る極板群を該電槽の開口上面より上方に1側に正極耳を、他側に2枚の負極耳を突出させた状態に収容し、該電槽の一端の外面に正極用端子と負極用端子を該電槽の開口上面より上方に突出せしめて構成したものブロック式の蓄電池の極板群の同極性耳と相隣るセル質間の極板群の異極性耳を正,負極用端子に直列に接続するに適した所定の数のストラップ鋳造用凹部を配設して成る1組の鋳型を6組配設し、これら凹部の裏面に水路を形成して成るCOS鋳型が開示されている。
特開昭64-83364号公報

上記のこれらのCOS鋳造鋳型を用い、極板群の左右の同極性耳や蓄電池の相隣る極板群の異極性耳を夫々接続するストラップを鋳造するには、特許文献1に記載のように、逆さにした極板群の先端を夫々COS鋳造鋳型に配設した対応するストラップ鋳造用凹部内に挿入した状態で、浴槽内の鉛合金を溶融した浴湯に浸漬する工程と浴湯から引き上げた後、該水路に冷却水を通して夫々の凹部内の溶湯固化してストラップを鋳造する工程とから成るCOS鋳造法により遂行される。しかし乍ら、かゝるCOS鋳造法を長期に亘り繰り返して用いると、経時的に鋳型本体内に温度差が増大し、遂には、大きな温度差によるストレスにより該鋳型にひび割れを生じ使用不能となることが判明した。
これを更に、図3及び図4に示す従来のCOS鋳造鋳型A′について詳述する。該COS鋳造鋳型A′は、図5に示すモノブロック式の蓄電池Bの耳群を直列接続するにストラップを鋳造に適するように構成されている。
即ち、該蓄電池Bは、図示のように、その電槽b内を縦横に交叉する仕切壁cにより6個のセル室dに区画され、各セル室d内に、1枚の正極板とセパレータを介し2枚の負極板を積層して成る極板群gを、その上面の両側から突出する正極耳pと負極耳n,nを該電槽bの開口上面から上方に突出させて収容され、該電槽bの一端の外面に正極用端子Pと負極用端子Nを夫々隣接の極板群g,gの正極耳pと負極耳n,nと対向するように突設せしめた構成を有する。
一方、前記のCOS鋳造鋳型A′は、該蓄電池Bの該正,負極用端子N,Pまでこれらの耳群を直列に接続するべく、図5に矩形状の想像線S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7で夫々示すように、同極性耳の接続と異極性耳の接続とを一挙に行い、夫々のストラップS1〜S7を鋳造するに適するように、次のように構成されている。即ち、該COS鋳造鋳型A′は、上記の矩形状の想像線S1,S2,…S7で示す鋳造されるべきストラップを夫々鋳造するため、その方形の鋳型本体1の上面の中央部に、夫々の矩形状の仮想線で囲われた各耳群を夫々挿入されるストラップ鋳造用凹部2-1,2-2,2-3,2-4,2-5,2-6,2-7を図示のように一列に配設せしめて成る少なくとも1組の直列接続用鋳型2を構成する。図示の例では、図5示の蓄電池Bの3個を同時に直列接続するCOS鋳造を行えるよう、前記の1組の直列接続用鋳型2の両側に夫々1組のストラップ鋳造用凹部2-1,2-2,…2-7を配設せしめて成る直列接続用鋳型2,2を構成した。更に、該COS鋳造鋳型A′の該鋳型本体1には、その3組の直列接続用鋳型2,2,2の夫々の凹部2-1,2-2,…2-7の近傍に該鋳型本体1内を貫通して冷却水を流す水路3を次のように形成してCOS鋳造鋳型を構成した。
即ち、該水路3は、該鋳型本体1の前記の互いに平行する3組の直列接続用鋳型2,2,2に対し直交する方向の1端側面に冷却水供給用導管(図示しない)を接続する流入口3aを左右に一対形成し、その他端側面に冷却水供給用導管(図示しない)を接続する流出口3bを左右に一対形成し、該鋳型本体1内にその一端側面に沿い且つ該左右の流水口3a,3aに連通する分岐用水路3cと、該分岐用水路3cから分岐して3組の凹部列に対し直交する方向に配設された3組の夫々の凹部2-1,2-1,2-1の近傍、図示の例では、夫々の凹部の裏面を冷却水が通るように配設された4本の分岐水路3d,3d,3d,3dと該鋳型本体1の他端側面に沿い且つ前記の4本の分岐水路3d,3d,3d,3dを通る冷却水を集束し、且つ左右の該流出口3b,3bに連通する集束用水路3eとから成り、全体として格子状の水路3に形成されている。尚、該格子状の水路3を貫通するために形成した該鋳型本体1の四周側面に開口した多くの通路は、該水路3を形成した後封口される。符号4は、これらの通路の封口部のうちの一部を参考迄に示す。尚また、該流出口3bの口径は、該流入口3dの口径より小径とし、該鋳型本体1内に流水した冷却水が夫々の凹部の裏面の分岐水路3d,3d,3d,3d内に万遍なく冷却水が行き亘るようにすることが好ましい。
5は、該鋳型本体1に3組の直列接続用鋳型に対し直交する方向に配列された凹部に沿い配設した長手の貫通孔、6は、鋳型本体1に形成した上記の格子状水路3の外側の左右の端壁部1a,1aに設けた取り付け用螺孔を示す。

上記従来のCOS鋳造鋳型A′を用いて、蓄電池Bの耳群のストラップ鋳造による直列接続を行う鋳造法は、特許文献1に記載の方法と同様に行う。これを概略するに、昇降装置(図示しない)から下向きに延びる左右の保持腕の下端をボルトナットにより該COS鋳造鋳型A′の鋳型本体1の左右両側の螺孔6,6,6及び6,6,6に結着し、該COS鋳造鋳型A′を昇降自在に保持せしめる一方、該COS鋳造鋳型A′の上方に、その各組2のストラップ鋳造用凹部列2−1,2-2,…2-7に対向させて蓄電池Bを図3に仮想線で例示するように、逆さにした状態で保持した昇降自在の蓄電池保持装置(図示しない)を下動させてその各蓄電池Bの極板群の互いにストラップ鋳造するべきS1,S2,…S7の先端を、夫々対応するストラップ鋳造用凹部2-1,2-2,…2-7内に挿入した状態で、該COS鋳造鋳型A′を下動させて、その下方の浴槽内の溶融した鉛錫合金から成る浴湯に浸漬させ、その夫々の凹部内に溶湯を流入させた後、該COS鋳造鋳型A′を該浴湯から引き上げ、次いで、該水路3に冷却水を通し、夫々の凹部内の溶湯を冷却固化させた後脱型するCOS鋳造法を行うようにしたもので、直列接続した3個の蓄電池Bを一挙に製造することができる。
尚、図面で7は、夫々の凹部の上面に少許突出した囲枠状突起を示し、これにより、鋳型を溶湯から引き上げたときの湯切れを良好に行うことができる。
しかし乍ら、このCOS鋳造鋳型A′を用いて長期に亘り上記の鋳造法を繰り返していると、該鋳型本体1の水路3の配設された部位とその外側の左右の端壁部位1a,1a間の温度差によるストレスが経時的に大きくなり、遂には、ひび割れを生じ、使用不能となることが判明した。
本発明は、かゝる従来のCOS鋳造鋳型の上記の課題を解消し、使用寿命を著しく延長することができるCOS鋳造鋳型を提供することを目的とする。

本発明は、請求項1に記載のように、鋳型本体の上面に、蓄電池の極板群の接続するべき同極性耳列又は/及び相隣るセル室内の極板群の接続するべき異極性耳を夫々挿入される複数個のストラップ鋳造用凹部を配設して成る少なくとも1組の鋳型を設け、且つ配設されたストラップ鋳造用凹部の近傍に該鋳型本体内を貫通して冷却水を流す水路を形成して成るCOS鋳造鋳型において、該鋳型本体の該水路の外側の端壁部内に追加の水路を形成したことを特徴とするCOS鋳造鋳型に存する。

請求項1に係る発明によれば、該鋳型本体のストラップ鋳造用凹部近傍に形成した該水路の外側の端壁部に追加の水路を形成したので、該COS鋳造鋳型によりCOS鋳造法を長期に亘り繰り返し使用しても、温度差によるストレスが生じにくいので、ひび割れを防止でき、従来のCOS鋳造鋳型に比し使用寿命を著しく延長することができる。従ってまた、鋳型の割れによる煩雑な交換作業をなくし、可動率を向上し、高能率に蓄電池の生産性を向上することができる。

次に、本発明の実施形態の1例につき、以下説明する。
図1は、本発明のCOS鋳造鋳型Aの平面図、図2は、その側面図を示す。該COS鋳造鋳型Aの構成の大部分は、図3及び図4に示した従来のCOS鋳造鋳型A′の構成と同じであるので、両者に共通する構成部分には、図3及び図4で用いたと同じ参照符号を用いて表示した。
本発明の特徴構成は、上記実施の形態例では、その鋳型本体1の上面に配設された少なくとも1組の鋳型を構成するストラップ鋳造用凹部2-1,2-2,…2-7の近傍に鋳型本体1内を貫通する該水路の形成に加え、該水路3の外側の左右の外端壁部1a,1a内にも水路8,8を形成したことに在る。

図示の例では、その追加の水路8,8は、該鋳型本体1の左右の外端壁部1a,1aに設けられている螺孔6,6,6の外側でその左右の端面に沿い延び、その各前後端は該流入口3a,3a及び該流出口3b,3bの在る前後の端面に沿って延び、該分岐用水路3cと該集束用水路3eに夫々連通するようにし、かくして、該鋳型本体1内に冷却水が流れる夫々コ字状の水路8,8を形成したものである。従って、該鋳型本体1の流入口3a,3aより流入した冷却水は、4本の分岐水路3d,3d,3d,3d内を流れるばかりでなく、左右の追加の水路8,8にも流れ、該端壁部1a,1aも冷却されるので、本発明のCOS鋳造鋳型Aを用いて、前記のCOS鋳造法を長期に亘り繰り返される過程で、溶湯への浸漬により加熱が繰り返される都度、該鋳型本体1は、該水路3の配設された内域部ばかりでなく、該水路3の外側の両端壁部1a,1aも冷却されるので、該鋳型本体1全体に、従来のような温度差によるストレスを生じて該鋳型本体1内にひび割れを生ずる不都合が防止でき、使用寿命の延長をもたらす。

上記本発明のCOS鋳造鋳型Aと上記従来のCOS鋳造鋳型A′を用い、図5に示す蓄電池Bの3個を対応する夫々の上面に配設した3組の鋳造鋳型2,2,2及び2,2,2により上記のCOS鋳造法を行うことを繰り返す比較試験を行った。この場合、夫々のCOS鋳造鋳型A及びCOS鋳造鋳型A′を浸漬する溶融した鉛錫合金から成る浴湯の温度は320℃とした。而して、夫々の鋳型A及び鋳型A′に夫々配設したストラップ鋳造用凹部2-1,2-2,…2-7内に溶湯を注入した後引き上げ、本発明の鋳型Aについては、これに形成した水路3及び追加の水路8,8に冷却水を通して各凹部内の溶湯を冷却固化し脱型するCOS鋳造法を繰り返した。従来の鋳型A′については、これに形成した水路3に冷却水を通して各凹部内の溶湯を冷却固化脱型するCOS鋳造法を繰り返した。その結果、従来のCOS鋳造鋳型A′は、そのCOS鋳造法を1.5万回行ったところで該鋳型本体1にひび割れが発生し、使用不能となった。これに対し、本発明のCOS鋳造鋳型Aは、そのCOS鋳造法を3万回繰り返したが、ひび割れは発生しなかった。

尚、本発明の上記の実施形態で示す追加の水路8はコ字状とし、ストラップ鋳造用凹部の近傍に形成した水路3に連通せしめ、流水口3aと流水口3bとを共通にしたものであるが、鋳型本体1の対向端面に別個に流水口と流出口を設け、これらに連通する一直線状の追加の水路を形成してもよい。
また、図示の両端壁部1a,1aに配設されている貫通孔5,5を設けることなく中実の端壁部1a,1aとし、夫々の端壁部1a,1a内を貫通する平行する2本の追加の水路を形成するようにしてもよい。

また、従来のCOS鋳造鋳型としては、図3及び図4に示す形態のCOS鋳造鋳型に限らず、種々の形態のものがあるが、これらに本発明が適用されることは勿論である。例えば、特許文献1に記載のような、単独の極板群の左右に突出する正極耳列及び負極耳列夫々接続するためのストラップ鋳造用凹部を鋳型本体の上面の左右に配設して成る1組の鋳型を設け、これら左右の凹部の近傍に冷却水を通す水路を鋳型本体を貫通して形成して成るCOS鋳造鋳型に本発明を適用するには、これら左右の凹部の外側の左右の端壁部に追加の水路を形成することにより本発明のCOS鋳造鋳型を構成することができ、また、特許文献1の第10図に示すCOS鋳造鋳型に本発明を適用するには、その6組の直列接続用鋳型13の外側の両端壁部に追加の水路を形成することにより本発明のCOS鋳造鋳型を構成することができる。
尚また、上記の実施の形態例では、鋳型本体1の両端壁部に追加の水路を形成したが、COS鋳造鋳型の大きさ、形状、厚さによっては、その四周端壁に四周に追加の水路を形成してもよいことはいうまでもない。

本発明の実施の1例のCOS鋳造用鋳型の平面図。 図1の側面図。 従来のCOS鋳造用鋳型の平面図。 図3の側面図。 耳群をCOS鋳造されるモノブロック蓄電池の1例の斜視図。

符号の説明

1 鋳型本体
1a 端壁部
2 1組の鋳型
2-1〜2-7 ストラップ鋳造用凹部
3 水路
8 追加の水路

Claims (1)

1. 鋳型本体の上面に、蓄電池の極板群の接続するべき同極性耳列又は/及び相隣るセル室内の極板群の接続するべき異極性耳を夫々挿入される複数個のストラップ鋳造用凹部を配設して成る少なくとも1組の鋳型を設け、且つ配設されたストラップ鋳造用凹部の近傍に該鋳型本体内を貫通して冷却水を流す水路を形成して成るCOS鋳造鋳型において、該鋳型本体の該水路の外側の端壁部内に追加の水路を形成したことを特徴とするCOS鋳造鋳型。

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