JP2011031262A - キャストオンストラップ鋳造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャビティ62(62A、62B)に溶融金属を送り込む共通の湯供給路として機能する湯溜まり溝73と、キャビティ62に溶融金属が溜まると、キャビティ62内に送り込まれる余剰の溶融金属を排出する湯排出路84とを備えるようにした。
【選択図】図2
Description
キャストオンストラップ方式を適用した鋳造装置(キャストオンストラップ鋳造装置)は、少なくとも一つのストラップ鋳造用のキャビティを備え、各々のキャビティに溶融金属を注入し、各キャビティ内の溶融金属に極板群の耳部を倒立させて挿入し、各キャビティ内で溶融金属を凝固させて、極板群の同極性の耳部同士を溶接したストラップを同時に複数製造する。
溶融金属はキャビティ内へ供給され、供給口から遠い箇所より順次凝固が始まるため、供給箇所と排出箇所とが同一であると、鋳型の温度変動の影響を受けやすくなって鋳造ショット毎の余剰の溶融金属の排出量の変動が大きくなり、ショット毎にキャビティで製造されるストラップ質量にばらつきが生じるおそれがある。
さらに、ストラップに一体に設けられる極柱には、セル間接続用の極柱(セル間接続体とも言う)の場合と、外部端子そのものとして機能する極柱の場合とがある。複数のストラップ鋳造用のキャビティを備えた鋳型では、外部端子用の極柱の場合には、セル間接続用の極柱と比較してその容積が大きく異なるため、キャビティ内に溶融金属が溜まるまでの時間がかかる。このため、キャビティに挿入されている極板群の耳部の溶接状態が外部端子用とセル間接続用とで異なるおそれが生じ、例えば、外部端子用のストラップでは十分な溶接状態になっても、セル間接続用のストラップでは溶接が不十分になるおそれがある。
この場合、前記湯供給口が前記キャビティと前記湯供給路との間に堰部を有すると共に、前記湯排出路が前記キャビティと湯排出側との間に堰部を有し、前記湯供給口の堰部と前記湯排出路の堰部とが同じ高さに形成されるようにしてもよい。この構成によれば、キャビティ内部に溜まる溶融金属の高さ(ストラップ厚み)が一定となり、ストラップの薄型化に寄与する。
また、上記構成において、前記キャビティを有するキャビティブロックと、前記湯排出路を有する排出ブロックとの間に断熱材を挟持してもよい。この構成によれば、キャビティブロックと排出ブロックとの温度を各々最適温度へ調整することが容易となり、キャビティブロックの冷却と排出ブロックの加熱とを適切に行うことができる。このため、キャビティの温度を最適な条件に調整することが容易になる。
図1(A)(B)は鉛蓄電池の極板群およびこれに接続されたストラップを示す斜視図である。図示の極板群10は、袋状セパレータ内に収納された正極板を負極板と交互に多数枚積層したものである。
鉛蓄電池は、隔壁により内部を多数のセル室に区分けされたモノブロック電槽を用い、各セル室に極板群10を収納し、各極板群10の同極性の耳部11A、12A同士をストラップ20で接続した構成を採用している。ここで、耳部11Aは、一方の極板の耳部、例えば、正極板の耳部であり、耳部12Aは、他方の極板の耳部、例えば、負極板の耳部であり、正極板と負極板とは異なる厚さに形成されている。
図1(A)(B)に示すように、このストラップ20には、セル間接続体(中間極柱とも言う)21を有する第1ストラップ20Aと、鉛蓄電池のケース外に露出する外部端子(極柱とも言う)22を有する第2ストラップ20Bとがあり、セル間接続体21よりも外部端子22の方が大型部材となっている。
また、ストラップ20A、20Bを形成する金属には、鉛合金(本実施形態で採用)若しくは純鉛、または半田等を用いることができる。以下の説明において、第1ストラップ20Aおよび第2ストラップ20Bを特に区別して説明する必要がない場合は、ストラップ20と表記する。
COS鋳造装置50は、複数のストラップ20を形成する略直方体形状の鋳型51を備えている。この鋳型51は、大別すると、左右一対の鋳型キャビティ部(キャビティブロック)61、61と、鋳型キャビティ部61、61の両側に連結される左右一対の湯道部(供給ブロック)71、71と、鋳型キャビティ部61、61間に設けられる排出経路部(排出ブロック)81とを備えている。
ライザーホール72は、湯道部71内部で湯道部71の長手方向に延在し、その長手方向に間隔を空けて形成された複数の湯路74を介して湯溜まり溝73に連通する。このライザーホール72の長手方向一端は閉じられ、他端は溶融金属供給側(溶融炉側)に接続され、溶融炉からの溶融金属を湯溜まり溝73に供給する。なお、湯道部71、71に設けられる貫通孔75、76は、湯道部71加熱用のヒーター(不図示)を各々収容するための孔である。
湯溜まり溝73は、湯道部71の上面に開放して設けられ、湯道部71の長手方向に延在し、隣接する鋳型キャビティ部61に設けられた複数(本実施形態では6個)のストラップ鋳造用のキャビティ62に供給する溶融金属を貯留し、各キャビティ62に溶融金属を送り込む共通の湯供給路として機能する。
また、各キャビティ62は、鋳型キャビティ部61の上面に開放する凹形状を有し、セル間接続体21を有する第1ストラップ20Aを形成する第1キャビティ62A、または、外部端子(極柱とも言う)22を有する第2ストラップ20Bを形成する第2キャビティ62Bのいずれかに該当している。この鋳型51では、極性毎に第1キャビティ62Aを5個ずつ有すると共に、第2キャビティ62Bを1個ずつ備えている。
湯供給口64は、各キャビティ62と湯溜まり溝73とを連通するように鋳型上面から下方に凹む凹部64Aを有する堰部(以下、湯供給側堰という)64Bを各々有している。ここで、図4および図5中、符号Gは、凹部64Aの深さ(=湯供給側堰64Bの上端位置)を示しており、各湯供給口64の凹部64Aの深さGは同一に形成されている。
このため、湯溜まり溝73に貯留された溶融金属の液相面が各湯供給側堰64Bの上端より高い位置に上昇すると、上昇した溶融金属が各堰64Bを乗り越えて各キャビティ62に流入する。この場合、湯供給側堰64Bの高さや傾斜角度の調整により、キャビティ62に流入する溶融金属の水位や流量を調整できると共に、上記傾斜により湯溜まり溝73の容積も広く確保できる。ここで、本実施形態では、全ての湯供給側堰64Bの高さが同一の高さに形成され、かつ、ストラップ長側面の幅一杯に形成されている。
なお、左右の鋳型キャビティ部61に設けられる貫通孔65、66は、鋳型キャビティ部61冷却用の冷却液が通る冷却通路である。また、図4および図5中、符号91は、鋳型キャビティ部61と湯道部71との間に介挿される断熱材であり、この断熱材91は、湯供給側堰64Bの下方位置で鋳型キャビティ部61と湯道部71との間を断熱する。
この排出経路部81は、長手方向に延在する単一の湯排出溝82と、この湯排出溝82と各キャビティ62との間に設けられる複数の湯排出路84と、排出経路部81加熱用のヒーターを収容するための貫通孔85とを備えている。ここで、この貫通孔85は縦長(幅狭)の孔に形成され、縦長(幅狭)のヒーターが収容されることで排出経路部81の幅の増大を回避するようにしている。
また、図2および図3(A)に示すように、湯排出路84は、左右の鋳型キャビティ部61、61の各キャビティ62を個別に湯排出溝82につなげるように湯排出溝82の長手方向に間隔を空けて左右一対ずつで6組設けられている。
このため、湯供給側堰64Bを超えて各キャビティ62に流入した溶融金属は、各キャビティ62で個別に設けられた湯排出側堰84Bの上端まで溜まると、それ以降キャビティ62に流入する溶融金属、つまり、キャビティ62の適切な湯溜まり面を超えて該キャビティ62に送り込まれる余剰の溶融金属が、湯排出側堰84Bを乗り越えて湯排出溝82に排出される。
また、湯排出溝82に排出された溶融金属は、排出経路部(排出ブロック)81に設けられたヒーターの熱で凝固温度より高い温度に保たれ、湯戻し経路95へと確実に排出されるようになっている。
しかも、本実施形態では、キャビティ62に対する湯供給口64および湯排出路84の幅(=堰部64B、84Bの幅)をストラップ全長と同等まで拡げている(図2、図3(A)参照)。このため、キャビティ62内の溶融金属の温度のばらつきをより低減でき、各耳部11A、12Aの溶融金属への溶け込み具合が端部と中央部でばらつく事態を減らして、溶接状態(=接合強度)を揃えることができる。
この場合、湯供給口64がキャビティ62と湯供給路(湯溜まり溝73)との間に有する湯供給側堰(堰部)64Bと、湯排出路84がキャビティ62と湯排出側(湯排出溝82)との間に有する湯排出側堰(堰部)84Bとが同じ高さに形成されているので、キャビティ62内部に溜まる溶融金属の高さ(ストラップ厚み)が一定となり、ストラップ20の薄型化に寄与する。これらによって、各キャビティ62で製造されるストラップ20の品質を向上することができる。
また、鋳型キャビティ部(キャビティブロック)61、61と、湯道部(供給ブロック)71、71との間にも断熱材91、91を挟持することによっても、各ブロックの温度を適切に調整できる。この場合、キャビティ62の温度を最適な条件に調整しやすくなると共に、キャビティ62へ供給する溶融金属の温度についても最適な条件へ調整しやすくなる。
21 セル間接続体(中間極柱)
22 外部端子(極柱)
50 キャストオンストラップ鋳造装置(COS鋳造装置)
61 鋳型キャビティ部(キャビティブロック)
62、62A、62B キャビティ(ストラップ鋳造用キャビティ)
64 湯供給口
64B 湯供給側堰(堰部)
71 湯道部(供給ブロック)
72 ライザーホール
73 湯溜まり溝(湯供給路)
81 排出経路部(排出ブロック)
82 湯排出溝
84 湯排出路
84B 湯排出側堰(堰部)
91、92 断熱材
95 湯戻し経路
Claims (5)
- ストラップ鋳造用のキャビティに溶融金属を注入し、キャビティ内の溶融金属に極板群の耳部を挿入し、キャビティ内で溶融金属を凝固させて、極板群の同極性の耳部を溶接したストラップを鋳造するキャストオンストラップ鋳造装置において、
前記キャビティに溶融金属を送り込む湯供給路と、
前記キャビティに溶融金属が溜まると、キャビティ内に送り込まれる余剰の溶融金属を排出する湯排出路と
を備えたことを特徴とするキャストオンストラップ鋳造装置。 - 複数のストラップ鋳造用のキャビティに溶融金属を注入し、各キャビティ内の溶融金属に極板群の耳部を挿入し、各キャビティ内で溶融金属を凝固させて、極板群の同極性の耳部を溶接した複数のストラップを鋳造するキャストオンストラップ鋳造装置において、
前記複数のキャビティに溶融金属を送り込む共通の湯供給路と、
前記キャビティに溶融金属が溜まると、キャビティ内に送り込まれる余剰の溶融金属を排出する個別の湯排出路と
を備えたことを特徴とするキャストオンストラップ鋳造装置。 - 前記キャビティのストラップ長側面側に、前記湯供給路に連通する湯供給口を設け、前記キャビティにおける前記湯供給口と対向する側に、前記湯排出路を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載のキャストオンストラップ鋳造装置。
- 前記湯供給口が前記キャビティと前記湯供給路との間に堰部を有すると共に、前記湯排出路が前記キャビティと湯排出側との間に堰部を有し、前記湯供給口の堰部と前記湯排出路の堰部とが同じ高さに形成されていることを特徴とする請求項3に記載のキャストオンストラップ鋳造装置。
- 前記キャビティを有するキャビティブロックと、前記湯排出路を有する排出ブロックとの間に断熱材を挟持したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のキャストオンストラップ鋳造装置。
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