JP2018507784A - バッテリー構成要素の形成 - Google Patents

Abstract

本発明は、概してバッテリー構成要素の形成に関するものであり、特に、非排他的には、バッテリーの製造中にキャストオンストラップの製造に使用するための装置に関する。より具体的には、本発明は、バッテリー構成要素の形成のための鋳型と、バッテリー構成要素を成型するためのキャストオンストラップ機械と、キャストオンストラップ機械のための鉛分配装置とに関する。【選択図】図１

Description

本発明は、概してバッテリー構成要素の形成に関するものであり、特に、非排他的には、バッテリーの製造中のキャストオンストラップ（ｃａｓｔ ｏｎ ｓｔｒａｐ）の製造での使用のためのこのような装置に関する。さらに具体的に述べると、本発明は、バッテリー構成要素の形成のための鋳型と、バッテリー構成要素を成型するためのキャストオンストラップ機械と、キャストオンストラップ機械のための鉛分配装置とに関する。

バッテリーの製造においては、特に、例えば鉛蓄電池の場合には、「ストラップ」として知られているコネクターと他の形成物とをバッテリープレートの「ラグ（ｌｕｇ）」（又は、「タブ」）上に鋳造することが知られている。例えば、ストラップは、バッテリーのセル内の１組のプレートの間の接続を実現するために形成される。ストラップは、一般的に、「キャストオンストラップ機械」を使用して鋳造され、このキャストオンストラップ機械内では、鉛の冷却に先立って１群のバッテリープレートのラグが鋳型空洞の中に浸される前に、鋳型の空洞が溶融金属（通常は、溶融鉛）によって満たされる。こうしたストラップを形成するための鋳型は、複数のバッテリープレートを備える「パック（ｐａｃｋ）」又は「グループ（ｇｒｏｕｐ）」に跨がった別個のストラップを形成するように各々が構成されている、複数の空洞を備える。この鋳型は、例えば、各々の対の空洞が単一のグループのバッテリーのための正及び負のストラップを形成することが可能である（また、したがって、鋳型が、単一のプロセスにおいて、長さに沿って互いに間隔が開けられている複数のグループを形成する）ように、この鋳型の長さに沿って間隔が開けられている一連の概ね対になっている空洞を含む。

典型的には、鋳型空洞の側部において流路の中に鉛が流れ込み、堰を超えてあふれて鋳型の中に入ることを可能にすることによって、鋳型空洞が満たされる。こうした成型装置の一例が、先行して公開されている本出願人のＰＣＴ出願の特許文献１に示されている。ラグと鋳物との間の良好な接続を確実なものにするために、ラグが所定位置に位置するまで鉛が高温状態のままでなければならない。しかし、生産におけるサイクル時間を最小にするために、プレートが所定位置に位置すると直ちに、可能な限り迅速に鉛が冷却されなければならない。

鉛の体積が、（例えば、堰のような鋳型の特徴の結果としての）過剰な鉛が、生産される最終的なバッテリー製品のコストと重量の両方に影響を与えるので、ストラップ鋳造中に慎重に管理されることが重要である。

したがって、本出願人は、最近において、公開された特許文献２において新たなバッテリー成型装置を提案している。この構成においては、往復運動する滑動ブロックが、鋳型の各々の空洞のための正確に測定された体積の鉛の提供を実現するために使用される。

国際公開第９４／１６４６６号 英国特許出願公開第２，５０７，４８５号明細書

本発明の実施態様が、例えば、サイクル時間をさらに減少させ、及び／又は、鉛の一貫した測定を更に改善し、及び／又は、鋳型への移行中に最小限の冷却しか伴わずに鉛の分配を実現し、及び／又は、装置の保守点検又は使用の容易性の改善を実現することができる、特許文献２で提案されている装置に対するさらなる改善を実現することを求める。

本発明の第１の側面によって、（例えば、キャストオンストラップであってもよい）バッテリー構成要素の形成のための鋳型が提供され、この鋳型は、第１の複数の鋳型空洞を備える第１の鋳型本体と、第２の複数の鋳型空洞を備える第２の鋳型本体とを備え、上記第１の鋳型本体と上記第２の鋳型本体とが、第１の複数の鋳型空洞と第２の複数の鋳型空洞とが位置合わせされている成型位置と、第１の複数の鋳型空洞と第２の複数の鋳型空洞とが位置合わせ位置からずらされており、且つ、溶融金属供給装置の付近にある充填位置との間を、移動可能であるように構成されている。

本出願人は、別々に移動させられてもよい鋳型部分を提供することによって、鋳型空洞の中への溶融金属の移動が最小限であるように、溶融金属供給装置の付近に鋳型部分が位置させられることが可能であるということを認識している。例えば、溶融金属が、鋳型空洞の中に直接的に注入されてもよい。同様に、（例えば、予め決められたデータに基づいて決定されてもよい）位置合わせ位置に戻るように鋳型部分を移動させることによって、１つのグループのバッテリープレートが、金属供給装置によって妨害されることなしに、鋳型空洞に関して位置合わせされてもよい。したがって、本発明の実施態様が、ストラップの形成の前に金属の冷却に関する問題点を減少させるか又は緩和するだろうし、また、例えば、鉛供給装置と鋳型空洞との間に追加的な加熱された流路又は通路を備える必要を回避するだろう。

位置合わせ位置では、第１及び第２の鋳型本体は、単一の成型装置を提供するように構成されてもよい。第１及び第２の鋳型本体は、例えば、その位置合わせ位置において互いに当接してもよい。

典型的には、鋳型は細長い鋳型であってもよく、また、その鋳型の縦方向に沿って互いに間隔を開けられている一連の鋳型空洞を画定してもよい。第１の鋳型本体と第２の鋳型本体は各々に、細長い鋳型の縦方向の半分部分を備えてもよい。したがって、位置合わせ位置においては、第１の鋳型本体と第２の鋳型本体は、鋳型の縦方向の中央線に沿って概ね互いに当接してもよい。

第１の複数の鋳型空洞と第２の複数の鋳型空洞とが、鋳型の縦方向に沿って互いに間隔を開けられている複数の対の鋳型空洞を合同で画定してもよい。したがって、例えば、使用時に、各々の対の空洞が、単一のグループのバッテリープレートのための１対のストラップを鋳造するために使用されてもよい。各々の対の鋳型空洞は、各々の鋳型本体内に空洞を含んでもよい。

鋳型は、鋳型位置決め装置を含む改造されたキャストオンストラップ機械を用いて使用されてもよい。したがって、本発明のさらに別の側面によって、バッテリー構成要素を成型するためのキャストオンストラップ機械が提供され、このキャストオンストラップ機械は、溶融金属分配装置と、バッテリープレート位置決め装置と、第１の複数の鋳型空洞を備える第１の鋳型本体と第２の複数の鋳型空洞を備える第２の鋳型本体とを備える鋳型とを備え、このキャストオンストラップ機械は、第１の複数の鋳型空洞と第２の複数の鋳型空洞とがバッテリープレート位置決め装置に対して位置合わせされている成型位置と、第１の複数の鋳型空洞と第２の複数の鋳型空洞と位置合わせ位置からずらされており且つ溶融金属分配装置の出口の付近に位置している充填位置との間を、第１の鋳型本体と第２の鋳型本体とを移動させるように構成されている鋳型位置決め装置（ｍｏｕｌｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ）を備える。

溶融金属分配装置は、予め決められた体積の鉛を鋳型に分配するように構成されてもよい。典型的には、溶融金属は溶融鉛であってもよい。この溶融金属分配装置は、例えば、概ね特許文献２に説明されている仕方で、予め決められた体積の鉛を測定して供給するように構成されてもよい。

バッテリープレート位置決め装置は、例えば、バッテリープレートのグループを鋳型に対して保持して位置決めするように構成されてもよい。例えば、バッテリープレート位置決め装置はジグボックス（ｊｉｇ ｂｏｘ）であってもよい。１群のバッテリープレートのタブが鋳型空洞の中に移動させられることが可能であり、且つ、鉛が、タブを連結するストラップを形成するように固体化することが可能であるように、バッテリープレート位置決め装置が、鋳造中に、鋳型に対して１群のバッテリープレートを位置決めするように構成されるということが理解されるだろう。有利であることに、鋳型本体が充填位置と成型位置との間を移動可能であるので、鋳型本体が成型位置にある時に、バッテリープレートの位置決めが、金属分配装置又は他の金属分配機構によって妨害されることがないだろう。

溶融金属分配装置は、第１及び第２の鋳型本体にそれぞれに関連付けられている第１及び第２の溶融金属分配装置を備えてもよい。例えば、溶融金属分配装置は、第１及び第２の鋳型本体の各々に隣接して備えられてもよい。第１及び第２の溶融金属分配装置は、鋳型が金属分配装置の間に備えられている形で、キャストオンストラップ機械の互いに反対側の側部上に配置されてもよい。

第１及び第２の溶融金属分配装置は、共通の鉛供給装置から供給されてもよい。

第１及び第２の溶融金属分配装置は、各々に、複数の出口を備えてもよい。１つの出口が、例えば、鋳型空洞の各々に関連付けられてもよい。各々の出口は、滑動可能な形で取り付けられているブロックの中に形成されている貫通空洞を備えてもよく、この貫通空洞は、そのブロックが第１の位置にある時に、貫通空洞の上部端部の中に鉛を受け入れ、及び、そのブロックが第２の位置にある時に、貫通空洞の下部端部から鉛を排出するように構成されていてもよい。各々の出口は、局所的な金属リザーバー（ｌｏｃａｌ ｍｅｔａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）に関連付けられていてもよい。

この各々の出口は、鋳型本体が充填位置にある時に、鋳型空洞の中に直接的に鉛を計量供給するように構成されている。

鋳型位置決め装置は、上記第１の鋳型本体と上記第２の鋳型本体とを直線的に移動させるように構成されている。例えば、鋳型位置決め装置は、成型位置から充填位置に移動する（及び、成型位置に移動する時に公称的中央線に向かって鋳造本体を移動させる）時に、鋳型の公称的縦方向中央線から外方に離れる形に第１及び第２の鋳型本体を滑動させてもよい。

鋳型位置決め装置は、使用時に、第１の鋳型本体と第２の鋳型本体とを成型位置と充填位置との間で往復移動させるように構成されてもよい。鋳型位置決め装置は、第１及び第２の鋳型本体に連結されているクランク機構を含んでもよい。単一の駆動装置が、第１及び第２の鋳型本体を移動させるための互いに対向する位相外れクランクアーム（ｏｕｔ ｏｆ ｐｈａｓｅ ｃｒａｎｋ ａｒｍ）を備えてもよい。有利には、クランク機構は、その移動の末端位置（即ち、充填位置と成型位置）に近づくにつれて、鋳型本体を次第に減速させてもよく、このことは、溶融金属を充填された空洞と共に鋳型が移動させられている時に、特に重要である。

溶融金属分配装置は、第１及び第２の鋳型本体が充填位置にある時にその鋳型本体が分配装置からの熱伝達によって加熱されるように、構成されてもよい。例えば、鋳型本体は、放射熱伝達又は伝導性熱伝達によって加熱されるように、溶融金属分配装置の高温表面に隣接して配置されてもよい。有利には、こうした構成は、鋳型本体に対するあらゆる直接的な加熱を提供する必要性を排除するだろう。

キャストオンストラップ機械は、さらに、鋳型装着装置（ｍｏｕｌｄ ｌｏａｄｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）を備えてもよい。

したがって、本発明のさらに別の側面では、溶融金属分配装置と、バッテリープレート位置決め装置と、複数の鋳型空洞を有する鋳型と、使用中の配置と、鋳型への到達を可能にするために鋳型がキャストオンストラップ機械の外側にある配置との間で、鋳型を移動させるように構成されている鋳型装着装置とを備える、キャストオンストラップ機械が提供される。

鋳型装着装置は、キャストオンストラップ機械からの鋳型の取外しとキャストオンストラップ機械の中への鋳型の挿入とを自動化するように構成されてもよい。例えば、鋳型装着装置は、使用中に鋳型を点検修理又は相互交換するために使用されてもよい。

鋳型装着装置は、鋳型の使用位置の平面に対応する第１の高さと、鋳型が使用中の平面の外に位置させられている第２の高さとの間で、鋳型を上昇／下降させるように構成されているエレベーターを備えてもよい。使用位置の平面の外に鋳型を移動させることによって、鋳型は、その鋳型がキャストオンストラップ機械の中に又はその外に都合良く移動させられることが可能であるように、鉛分配装置の上方又は下方に上昇させられてもよい。例えば、エレベーターは、キャストオンストラップ機械の作動セクションの基部部材の平面の下方に鋳型を下降させるように構成されてもよい。

鋳型装着装置は、さらに、横方向位置決め部材（ｌａｔｅｒａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）を備えてもよい。横方向位置決め装置は、使用中の配置に位置合わせされている内側位置と、鋳型がキャストオンストラップ機械の側部に位置させられている外側位置との間で、鋳型を移動させるように構成されてもよい。横方向位置決め装置（ｌａｔｅｒａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）が、エレベーターを移動させてもよい。

横方向位置決め装置は、固定支持フレームと、この固定支持フレームに滑動自在に取り付けられている可動フレームとを備えてもよい。この横方向位置決め装置は、キャストオンリード機械（ｃａｓｔ ｏｎ ｌｅａｄ ｍａｃｈｉｎｅ）の動作区域の下方にあってもよい。

鋳型装着装置は、鋳型を支持するためのクレードル（ｃｒａｄｌｅ）を備えてもよい。このクレードルは、例えば、エレベーター上に備えられてもよい。排出装置が、鋳型が使用中構成である時に、クレードルから鋳型を取り外すために備えられてもよい。

本発明のさらに別の側面では、予め決められた体積の溶融鉛を鋳型に分配するように構成されている、キャストオンストラップ機械のための鉛分配装置が備えられており、この鉛分配装置は、そのハウジングの基部に画定されており且つその鉛リザーバーと連通している鉛の出口を有する鉛リザーバーを画定するハウジングと、その基部から間隔を開けられており且つその基部に対して概ね平行である、基部の下方の走路（ｒｕｎｗａｙ）と、基部と流路との間に滑動自在に取り付けられているブロックであって、第１の位置においてリザーバーの出口から鉛を受け取るための、及び、第２の位置において鉛を排出するための、予め決められた体積を画定する貫通空洞を有するブロックと、第１及び第２の位置の間でブロックを往復移動させるための機構とを備えており、及び、この鉛分配装置は、さらに、ハウジング及び／又はブロックが取り外し可能であるように、ハウジングの上部部分を選択的に固定するように構成されているクランプを備えることを特徴とする。

このクランプは、旋回可能な締め付け部材を備えてもよい。この締め付け部材は、閉じた配置でこの締め付け部材を固定するための締結具の第１の端部において又はこの第１の端部の付近において、その鉛分配装置に旋回自在に連結されてもよい。この締結具は、クイックリリース機構を備えてもよい。この締結具は、締め付け部材の自由端部において又はその付近において係合してもよい。

クランプとリザーバーハウジングは、クランプが閉じた配置にある時に、クランプに対して（したがって、ハウジングに対して）ハウジングを固定する相互連結機構を備えていてもよい。この相互連結機構は、ハウジング又はクランプの一方の上の突起と、クランプ又はハウジングの他方によって画定されている対応する穴とを備えてもよい。クランプは、そのクランプが閉じた配置にある時に、その突起が穴の中に保持されるように、構成されていてもよい。例えば、穴は、クランプ内のノッチ又は凹みによって画定されてもよい。このノッチ又は凹みは、旋回自在な締め付け部材内に、又は、その締め付け部材の互いに反対側の表面内に画定されてもよく、又は、こうした互いに反対側に位置する表面の輪郭によって合同で画定されてもよい。例えば、締め付け部材と、反対側の表面（例えば、締め付け部材がそれから旋回させられるクランプの固定部材であってもよい）とが、閉じた位置において合同で穴を画定する階段状の輪郭を有してもよい。

クランプは、さらに、リザーバーカバーを備えてもよい。このリザーバーカバーは、クランプが閉じた配置にある時に、リザーバーの上部部分を閉鎖してもよい。このリザーバーカバーは、（このリザーバーカバーがリザーバーハウジングと自己整合するように）クランプに旋回自在に連結されていてもよい。

本発明のさらに別の側面では、バッテリー構成要素を成型する方法が提供され、この方法は、複数の鋳型空洞を各々の鋳型部品が備える、２部品型の鋳型を提供するステップと、その鋳型部品を分離させるとともに、これらの鋳型部品が互いに間隔が開けられた状態で、複数の鋳型空洞の各々に溶融金属を供給するステップと、充填された鋳型部品をバッテリー構成要素の形成のために位置合わせ位置に移動させるステップとを含む。

この方法は、さらに、（例えば、１つ又は複数のグループに構成されていてもよい）位置合わせされた複数のバッテリープレートを提供するステップと、充填された鋳型部品を位置合わせ位置に移動させるステップの後に、複数のバッテリープレートの一部分が鋳型空洞内に位置するように、鋳型に対して複数のバッテリープレートを位置決めするステップと、複数のバッテリープレートの相互間の連結部を形成するために溶融金属が固体化することを可能にするステップとを含む。

この方法は、さらに、成型されたバッテリー構成要素を鋳型から排出するために、複数のバッテリープレートを鋳型から離れるように移動させることを含んでもよい。成型されたバッテリー構成要素の排出の後に、鋳型部品を分離するステップ（及び、その後続のステップ）が、さらに別の成型サイクルを開始するために繰り返されてもよい。

本発明を上述したが、本発明は、上述した特徴、又は、後述の説明又は図面に示されている特徴のあらゆる発明的な組合せを範囲内に含む。

本発明の特定の実施形態を、添付図面を参照しながら、単なる具体例の形で、以下で詳細に説明する。

動作のシーケンスを示す、本発明の一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略的な断面図である。 動作のシーケンスを示す、本発明の一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略的な断面図である。 動作のシーケンスを示す、本発明の一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略的な断面図である。 動作のシーケンスを示す、本発明の一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略的な断面図である。 動作のシーケンスを示す、本発明の一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略的な断面図である。 鋳型装着装置を含み、鋳型装着シーケンスを示す、一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略図である。 鋳型装着装置を含み、鋳型装着シーケンスを示す、一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略図である。 鋳型装着装置を含み、鋳型装着シーケンスを示す、一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略図である。 鋳型装着装置を含み、鋳型装着シーケンスを示す、一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略図である。 鋳型装着装置を含み、鋳型装着シーケンスを示す、一実施形態によるキャストオンストラップ機械の概略図である。 キャストオンストラップ機械での使用のための鉛分配装置の概略側面図である。

本発明の一実施形態によるキャストオンストラップ機械１が、鋳型空洞５１、５３内のラグ８１、８２を伴ってジグボックス７０によって１組のバッテリープレート８０のタブ８１、８２ラグが所定位置に移動させられる前に、液体鉛を鋳型５０の鋳型空洞５１、５３の中に供給するように構成されており、この鉛は、ラグを連結するストラップを形成するために固体化することが可能である。さらに詳細に後述されるように、鋳型５０は、各々が複数の鋳型空洞５１、５３を備える２つの鋳型本体５０、５２で形成されている。

鉛分配装置５が、予め決められた体積の鉛を鋳型５０に分配するために備えられている。実施形態に示されているこの鉛分配装置の基本的な動作原理が、本出願人の先行の英国特許出願公開第２，５０７，４８５号明細書（特許文献２）に説明されている通りである。しかし、他の鉛分配装置も本発明の実施形態で使用可能であることを理解されたい。図に示されている鉛分配装置５は、概して、ハウジング２を備え、このハウジング２は、入口リザーバー４と、ブロック１０と、このブロック１０がその上に滑動自在に取り付けられている走路３０とを画定する。この分配装置は、さらに、後続の図面に示されているように、ブロック１０を往復移動させるように構成されている駆動装置（明確にするため図示せず）を備えるだろう。この鉛分配装置５は、鉛供給装置６０に連結されている。図示されている実施形態では、１対の互いに同一の鉛分配装置５ａ、５ｂが、鋳型５０の互いに反対側に位置する側部に備えられており、互いに反対側に位置する鋳型本体５０、５２に対して分配するように構成されているということに留意されたい。さらに、鉛分配装置５が、典型的には、その長さに沿って（各々が別個の空洞に対応する）複数の出口６を有することを理解されたい。このような出口は、複数の空洞を有する複数の別個のブロック及び／又はブロックの中に形成されてもよく、また、このことは形成される鋳型のタイプに依存し、したがって、本発明は、単一又は多数の装置において使用されてもよいことを理解されたい。

ハウジング２は、その内側において鉛リザーバー４を画定し、また、蓄積するドロスがリザーバー４内で鉛から容易に掬い取られるように、開放された上部表面を有するように概ね構成されている。入口８が、鉛の供給のために備えられており、及び、出口６が、リザーバーの基部に備えられている。図１から図５に示されている断面が、単一の空洞の対とこれに関連した鉛分配装置とを通過する断面のみ示しているが、しかし、典型的には、一連のこうした構成がその鉛分配装置の長さに沿って繰り返されることを理解されたい。

ハウジング２は、さらに、リザーバー４を包囲するがリザーバー４の鉛充填高さからは間隔を開けられている、カバー３を備えてもよい。気体／空気出口９が、リザーバー４の上方のアレージ（ｕｌｌａｇｅ）４ｂの中に延びるハウジング４の後部に備えられている。ハウジング２は、さらに、ブロック１０が第２の位置にある時に（後述するように）貫通空洞１２に整合させられるように配置されている、抽気開口部（ｂｌｅｅｄ ｏｐｅｎｉｎｇ）７を備えてもよい。この抽気開口部７は、ハウジング２のアレージ４ｂに流体連通している。

走路３０が、ハウジング２から間隔を開けて、且つ、下方に位置しており、この走路３０は、ハウジング２の下部表面に対して平行に配置されており、及び、ブロック１０を受け入れる形状及びサイズであるスロットをハウジング２と走路３０との間に画定する。この走路３０は、ハウジング２上の入口８に位置合わせされている貫通穴３４を備えている。

ブロック１０は、貫通空洞１２と貫通穴１８とを備えている。ブロック１０の非移動位置では、貫通穴１８は、鉛リザーバー４への入口経路を形成するように、入口８と貫通穴３４とに位置合わせされている。これと同じ位置では、貫通空洞１２は、鉛リザーバーからの鉛が走路３０の止まり穴３６と空洞１２との中に入るように、鉛リザーバー４の出口６と走路３０の止り穴３６とに位置合わせされている。

図１は、鋳型ブロック５０が鉛分配装置５ａ、５ｂに隣接した充填位置にある、初期位置に位置しているこの鉛分配装置を示す。貫通空洞１２が鉛リザーバー４の出口６の下方に位置し、且つ、貫通穴１８が鉛リザーバー４の入口８と位置合わせされているように、ブロック１０が位置合わせされている。したがって、鉛は、（加熱されるブロックの中に備えられている供給パイプ６６ａ、６６ｂを含む）供給装置６０の中を通って、例えば定溶湯位鉛供給装置（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｈｅａｄ ｌｅａｄ ｓｕｐｐｌｙ）（図示せず）６０と走路３０内への穴３４とからリザーバー４の中に流れる。リザーバー４は、充填高さに維持される。貫通空洞１２が鉛リザーバー４と流体連通しているので、予め決められた体積の鉛が空洞１２を満たし、空洞１２の下方にサンプ（ｓｕｍｐ）を提供するように、追加の体積の鉛が止り穴３６の中に入る。

このステップにおいて、鋳型５０、５２が、すでに、走路３２の末端の内側において且つその直ぐ下方において、鉛分配装置５ａ、５ｂに隣接して配置されていることに留意されたい。言い換えると、鋳型５０、５２は「充満位置（ｆｉｌｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）」にある。鋳型５０、５２に直ぐに隣接している供給装置６０は、（供給パイプ６６ａ、６６ｂ内の鉛の流れを維持するために）加熱される。小さな空隙が鋳型５０、５２と供給装置６０との間に存在し、したがって、この位置では、鋳型５０、５２は放射熱伝導によって加熱される。

鋳型の充填を開始するために、図２に矢印Ａで示されているように、ハウジング２と走路３０とに対してブロック１０を滑動させるために、その機構が起動される。ブロック１０は、貫通空洞１２の分配ポート１６が走路３０の末端３２の内側に位置しているそのブロック１０の第２の位置に（図２に示されているように）到達するまで、鋳型５０、５２に向かって内方に滑動する。この位置では、貫通空洞１２は、鋳型の空洞５１、５３の上に直接的に重なっている。この位置では、ハウジング２内に備えられている抽気開口部７は、気体が貫通空洞１２の上部部分の中に吸い込まれるように、貫通空洞１２の入口と流体連通している。この構成が、貫通空洞１２内からの鉛の排出を妨害するかもしれない真空効果を回避することを促進する。

鉛の注入が完了すると、ブロック１０は、貫通空洞が鉛リザーバー４の出口６と位置合わせされているそのブロック１０の第１の位置に（図３に示されている矢印Ｂの方向に移動して）戻る。この位置では、リザーバー４の高さが再び満たされて貫通空洞１２が再び満杯にされるように、リザーバー４は再び鉛供給装置６０と流体連通している。これと同時に、矢印Ｃによって示されているように、駆動鋳型機構２０が、クランクアーム２４、２６によって、鋳型５０、５２を互いに向かって内方に平行移動させる。したがって、鋳型部品５０、５２は、図３に示されているように、成型位置に移動させられ、この成型位置では、２つの半分部分５ａ、５ｂは縦方向の中心線に沿って互いに突き当たる（又は、ぴったりと位置合わせされる）。

したがって、図４に示されているように、バッテリープレート８０のラグ８１、８２が（この時点で、溶融しているが冷えつつある鉛を収容する）鋳型空洞の内側に位置するまで、バッテリープレート８０が（矢印Ｄの方向に）下方への移動によって鋳型５０の上方の位置に移動させられる。

最後に、図５に示されているように、バッテリープレート８０は、ジグボックス７０によって（矢印Ｅの方向に）鋳型５０から離れるように移動させられ、そして、ラグ８１、８２を伴う形成されたストラップを排出する。この後に、鋳型本体５０、５２が駆動装置２０によってその充填位置に戻されることによって、この形成手順が再び開始されてもよい。

幾つかの実施形態では、このキャストオンストラップ機械は、さらに、図６に示されているように、鋳型装着装置１００を含んでもよい。この鋳型装着装置１００は、キャストオンストラップ装置内の使用中の内側位置と、鋳型が点検修理され交換され又は保守される外側位置との間を鋳型を移動させるプロセスを自動化してもよい。鋳型装着装置１００は、概して、クレードル１１０と、エレベーター１２０と、横方向位置決め装置１３０と、排出装置１４０とを含む。鋳型装着装置１００の構成要素は、適切な空気圧式シリンダー（例えば、横方向位置決め装置のためのシリンダー１３６と、エレベーターのためのシリンダー１２２）によって駆動されてもよい。

図６は、鋳型５０がキャストオンストラップ機械の外部にある初期位置を示す。鋳型５０は、（到達を容易にするために上昇位置にある）エレベーター１２０上の鋳型クレードル１１０の中に装着されており、且つ、このクレードル１１０によって支持されている。伸張配置に横方向位置決め装置１３０が位置しており、且つ、滑動フレーム１３４が固定フレーム１３２に対して移動させられているので、エレベーター１２０（及び、したがってクレードル１１０と鋳型５０）は、キャストオンストラップ機械の動作区域の外側に位置している。

最初に、図７に示されているように、エレベーター１２０は、このエレベーター１２０が（鉛分配装置の下方の基部によって画定されている）キャストオンストラップ機械の動作セクションの基部の平面の下方に位置するように、エレベーター１２０の下降位置に移動させられる。その次に、横方向位置決め装置１３０が、エレベーター１２０とクレードル１１０と鋳型５０を、図８に示されているように、その横方向位置決め装置１３０の作動位置との水平位置合わせの形に、内方に移動させるために使用される。その次に、エレベーター１１０は、鋳型５０をその鋳型５０の作用位置に上昇させるために、図９に示されているように、起動される。その次に、排出装置１４０が、クレードル１１０から鋳型５０を係合解除するために起動されてもよい（また、使用中の鋳型のための支持を提供してもよい）。

滑動ブロック３０の点検保守及び／又は相互交換を容易にするために（例えば、異なる体積の測定開口部を提供するために）、実施形態が、さらに、ハウジング２及び／又はブロック１０が取外し可能であるように、ハウジング２の上部部分を選択的に固定するように構成されているクランプ２００を備える、図１１に示されているクランプ装置２００を含んでもよい。

クランプ２００は、そのキャストオンストラップ機械のフレームに堅固に取り付けられている下方の固定クランプ部材２１０と、旋回軸２３０を介して固定部材２１０に連結されている上方の可動クランプ部材２２０とで形成することができる。したがって、可動部材２２０は、図１１Ａに示されている開放位置と、図１１Ｂに示されている閉鎖位置との間を回転させてもよい。

ハンドル２４４を有する回転可能なラッチの形状である締結具２４０が、旋回軸２３０に対して遠位位置にある、可動クランプ部材２２０の末端の付近に備えられている。この締結具２４０は、可動クランプ部材２２０の上部表面上に形成されている対応する凹み機構２２４に係合し且つこの凹み機構２２４を保持するラッチ部材２４２を含む。さらに、（図１１Ａの）開放位置においてラッチ部材２４２を受け入れるために、ノッチ又は切欠きが下方の固定クランプ２１０内に備えられていることに留意されたい。これにより、締結具２４０が滑動ブロック３０に対する到達を妨害しないことが確実なものとなる。

図１１Ａに最も適切に見てとれるように、クランプ装置２００は、リザーバー４のハウジング２と概ね位置合わせされている（また、滑動ブロック１０は、図１１では、クランプの下方固定アームの背後に隠されている）。ハウジング２は、クランプ２００による係合のための突起２５０をそのハウジング２の外側本体の側部上に備えている。上方の可動クランプ部材２２０が開放位置に回転させられる時に、滑動ブロック１０は鉛分配装置内に位置決めされ、その次に、リザーバーハウジング２がこの滑動ブロック１０の上に配置されてもよい。リザーバー４は、固定締め付け部材２１０の上部端縁内に形成されている段状要素２１２に突き当たる形で突起２５０を位置決めすることによって、適正に位置合わせされてもよい。上方の可動クランプ部材２２０が図１１Ｂの締め付け位置に下向きに回転させられる時には、可動締め付け部材２２０の下部端縁内に形成されている対応する段状要素２２２が、突起２５０と位置合わせさせられるということに留意されたい。したがって、クランプ２００が閉じた配置にある時に、互いに反対側に位置するクランプの段状要素２１２、２２２が、突起２５０を固定的に保持するための穴を合同で形成するということが理解されるだろう。したがって、クランプ２００は、クランプに対してハウジング２と分配装置の本体とを固定することができる。

さらに、クランプ２００がリザーバーカバー３を支持し、また、このリザーバーカバー３は旋回軸を介して上方の可動締め付け部材２２０に回転自在に連結されていることにも留意されたい。したがって、クランプ２００が閉じられる時に、リザーバーカバー３は、リザーバーハウジング２の上部部分と自己整合し、また、そのリザーバーハウジング２の上部端部を閉鎖する。

本発明が、１つ又は複数の好ましい実施形態に関して上述されているが、添付されている請求項に定義されている本発明の範囲からの逸脱なしに、様々な変化又は変更が加えられてもよいということを理解されたい。

例えば、当業者は、上記の実施形態が主としてストラップの形成に関して説明されているが、他の形成物がバッテリープレートのラグ（例えば、ポスト）上に鍛造されてもよいということと、キャストオンストラップ機械が、本発明の範囲からの逸脱なしに、あらゆるこうした形成物のために使用されてもよいこととを理解するだろう。

幾つかの実施形態では、単一の鋳型空洞に対して鉛を分配するように構成されている複数の空洞１２を備えることが有利だろう。例えば、これは、比較的大きな鋳型空洞の場合に望ましいことがある。複数の空洞が複数のブロック内に存在しているか、又は、単一のブロック内に存在していることも可能である。例えば、各々の空洞が、別々の体積の鉛を測定し、また、空洞の合計体積が、特定の鋳型空洞のために必要とされる体積を提供してもよい。これらの空洞は、例えば、鉛の均一な分布を確実なものにするために、単一の鋳型空洞の別々の区域に対して分配してもよい。

さらに、説明した実施形態は、２つの細長い縦方向の半分部分の形に分割されている鋳型を使用するが、特定の装置は、鋳造されている鋳型の特定の配置に依存することを理解されたい。例えば、幾つかの実施形態では、鋳型を（潜在的な複雑性の増大を伴って）３つ以上の鋳型本体に分割することが可能である。

Claims (35)

1. バッテリー構成要素を形成するための鋳型であって、
   第１の複数の鋳型空洞を備える第１の鋳型本体と、
   第２の複数の鋳型空洞を備える第２の鋳型本体と
   を備え、
   前記第１の鋳型本体と前記第２の鋳型本体は、
   前記第１の複数の鋳型空洞と前記第２の複数の鋳型空洞とが位置合わせされている成型位置と、
   前記第１の複数の鋳型空洞と前記第２の複数の鋳型空洞とが位置合わせ位置からずらされており、且つ、溶融金属供給装置の付近にある充填位置と
   の間を、移動可能であるように構成されている
   鋳型。
2. 前記位置合わせ位置において、前記第１及び第２の鋳型本体は単一の成型装置を形成する、請求項１に記載の鋳型。
3. 前記鋳型は、前記鋳型の縦方向に沿って互いに間隔を開けられている一連の鋳型空洞を画定する細長い鋳型であり、及び、前記第１の鋳型本体と前記第２の鋳型本体は各々に、前記細長い鋳型の縦方向の半分部分を備える、請求項１又は２に記載の鋳型。
4. 前記第１の複数の鋳型空洞と前記第２の複数の鋳型空洞は、前記鋳型の縦方向に沿って互いに間隔を開けられている複数の対の鋳型空洞を合同で画定する、請求項３に記載の鋳型。
5. バッテリー構成要素を成型するためのキャストオンストラップ機械であって、
   溶融金属分配装置と、
   バッテリープレート位置決め装置と、
   第１の複数の鋳型空洞を備える第１の鋳型本体と、第２の複数の鋳型空洞を備える第２の鋳型本体とを備える鋳型と
   を備え、該機械は、さらに、
   前記第１の複数の鋳型空洞と前記第２の複数の鋳型空洞とが、前記バッテリープレート位置決め装置に対して位置合わせされている成型位置と、
   前記第１の複数の鋳型空洞と前記第２の複数の鋳型空洞とが位置合わせ位置からずらされており、且つ、前記溶融金属分配装置の出口の付近に位置している充填位置と
   の間を、前記第１の鋳型本体と前記第２の鋳型本体とを移動させるように構成されている鋳型位置決め装置
   を備えるキャストオンストラップ機械。
6. 前記溶融金属分配装置は、前記第１及び第２の鋳型本体にそれぞれに関連付けられている第１及び第２の溶融金属分配装置を備える、請求項５に記載のキャストオンストラップ機械。
7. 前記第１及び第２の溶融金属分配装置は１つの共通の鉛供給装置から供給される、請求項６に記載のキャストオンストラップ機械。
8. 前記第１及び第２の溶融金属分配装置の各々は複数の出口を備え、１つの前記出口が前記鋳型空洞の各々に関連付けられている、請求項６又は７に記載のキャストオンストラップ機械。
9. 前記複数の出口の各々は局所的な溶融金属リザーバーに関連付けられている、請求項８に記載のキャストオンストラップ機械。
10. 前記出口又はその各々は、滑動自在に取り付けられているブロックの中に形成されている貫通空洞を備え、前記貫通空洞は、前記ブロックが第１の位置にある時に該貫通空洞の上部端部の中に鉛を受け入れ、且つ、前記ブロックが第２の位置にある時に該貫通空洞の下部端部から鉛を排出するように構成されている、請求項５から９のいずれか１項に記載のキャストオンストラップ機械。
11. 前記出口又はその各々は、前記鋳型本体が前記充填位置にある時に前記鋳型空洞の中に鉛を直接的に計量供給するように構成されている、請求項５から１０のいずれか１項に記載のキャストオンストラップ機械。
12. 鋳型位置決め装置が、前記成型位置から前記充填位置に移動する時に、前記成型装置の公称的な縦方向の中央線から離れていくように前記第１の鋳型本体と前記第２の鋳型本体とを直線的に外方に滑動させるように構成されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載のキャストオンストラップ機械。
13. 前記鋳型位置は、前記第１及び第２の鋳型本体に連結されているクランク機構を含む、請求項１２に記載のキャストオンストラップ機械。
14. 前記溶融金属分配装置は、前記第１及び第２の鋳型本体が前記充填位置にある時に、前記鋳型本体が前記溶融金属分配装置からの放射熱伝導によって加熱されるように構成されている、請求項５から１３のいずれか１項に記載のキャストオンストラップ機械。
15. さらに鋳型装着装置を備える、請求項１から１４のいずれか１項に記載のキャストオンストラップ機械。
16. キャストオンストラップ機械であって、
    溶融金属分配装置と、
    バッテリープレート位置決め装置と、
    複数の鋳型空洞を備える鋳型と、
    使用中の配置と、前記鋳型への到達を可能にするために前記キャストオンストラップ機械の外側に前記鋳型が存在している配置との間を、前記鋳型を移動させるように構成されている鋳型装着装置と
    を備えるキャストオンストラップ機械。
17. 前記鋳型装着装置は、前記鋳型の使用位置の平面に対応する、少なくとも第１の高さと、取外しを可能にするために前記鋳型が前記キャストオンストラップ機械の基部部材の平面の下方に位置させられている第２の高さとの間で、前記鋳型を上昇／下降させるように構成されているエレベーターを備える、請求項１５又は１６に記載のキャストオンストラップ機械。
18. 前記鋳型装着装置は、さらに、前記使用中の配置に位置合わせされている内側位置と、前記鋳型が前記キャストオンストラップ機械の側部に位置させられている外側位置との間で、前記鋳型を移動させるように構成されている、横方向位置決め部材を備える、請求項１７に記載のキャストオンストラップ機械。
19. 前記横方向位置決め部材は、固定支持フレームと、前記固定支持フレームに取り付けられている滑動可能な可動フレームとを備える、請求項１８に記載のキャストオンストラップ機械。
20. 前記鋳型装着装置は、前記鋳型を支持するためのクレードルを備える、請求項１６から１９のいずれか１項に記載のキャストオンストラップ機械。
21. 前記キャストオンストラップ機械は、前記鋳型が前記使用中の配置にある時に、前記クレードルから前記鋳型を取り外すための排出装置をさらに備える、請求項２０に記載のキャストオンストラップ機械。
22. 予め決められた体積の溶融鉛を鋳型に分配するように構成されているキャストオンストラップ機械のための鉛分配装置であって、
    鉛のリザーバーを画定するハウジングであって、前記リザーバーは、前記ハウジングの基部に画定され且つ前記リザーバーと連通している鉛の出口を有する、ハウジングと、
    前記基部から間隔を開けられており、且つ前記基部に対して概ね平行である、前記基部の下方の走路と、
    前記基部と前記走路との間に滑動自在に取り付けられているブロックであって、第１の位置において前記リザーバーの前記出口から鉛を受け取るための、及び、第２の位置において鉛を排出するための、予め決められた体積を画定する貫通空洞を有するブロックと、
    前記第１及び第２の位置の間で前記ブロックを往復移動させるための機構と
    を備える鉛分配装置において、
    前記鉛分配装置が、さらに、前記ハウジング及び／又は前記ブロックが取り外し可能であるように、前記ハウジングの上部部分を選択的に固定するように構成されているクランプを備えることを特徴とする
    鉛分配装置。
23. 前記クランプは、第１の端部において又は該端部の付近において、前記鉛分配装置に旋回自在に連結されて旋回可能な締め付け部材と、閉鎖された配置で前記締め付け部材を固定するための締結具とを備える、請求項２２に記載の鉛分配装置。
24. 前記締結具は、前記締め付け部材の反対側の自由端部において、又は、その付近において係合する、クイックリリース機構を備える、請求項２３に記載の鉛分配装置。
25. 前記クランプとリザーバーハウジングは、前記クランプが閉じた配置にある時に前記クランプに対して前記ハウジングを固定する相互連結要素を備えている、請求項２２から２４のいずれか１項に記載の鉛分配装置。
26. 前記相互連結要素は、前記ハウジング又は前記クランプの一方の上の突起と、前記クランプ又は前記ハウジングの他方によって画定されている対応する穴とを備え、前記クランプは、前記クランプが閉じた配置にある時に前記突起が前記穴の中に保持されるように構成されている、請求項２５に記載の鉛分配装置。
27. 前記穴は前記クランプ内のノッチ又は凹みによって画定されている、請求項２６に記載の鉛分配装置。
28. 前記クランプは、さらに、リザーバーカバーを備え、前記リザーバーカバーは、前記クランプが閉じた配置にある時に、前記リザーバーの上部部分を閉じる、請求項２２から２７のいずれか１項に記載の鉛分配装置。
29. バッテリー構成要素を成型する方法であって、
    複数の鋳型空洞を各々の鋳型部品が備える、少なくとも２つの鋳型部品を備える鋳型を提供するステップと、
    前記鋳型部品を分離させるとともに、前記鋳型部品が互いに間隔が開けられた状態で複数の前記鋳型空洞の各々に溶融金属を供給するステップと、
    前記バッテリー構成要素の形成のために、前記充填された鋳型部品を位置合わせ位置に移動させるステップと
    を含むバッテリー構成要素を成型する方法。
30. 位置合わせされた複数のバッテリープレート（グループを構成していてもよい）を提供するステップと、
    前記充填された鋳型部品を位置合わせ位置に移動させるステップの後に、前記複数のバッテリープレートの一部分が前記鋳型空洞内に位置するように、前記鋳型に対して前記複数のバッテリープレートを位置決めするステップと、
    前記複数のバッテリープレートの間の連結部を形成するために前記溶融金属が固体化することを可能にするステップと
    をさらに含む、請求項２９に記載のバッテリー構成要素を成型する方法。
31. 成型された前記バッテリー構成要素を前記鋳型から排出するために、前記複数のバッテリープレートを前記鋳型から離れるように移動させるステップをさらに含む、請求項３０に記載のバッテリー構成要素を成型する方法。
32. 前記成型されたバッテリー構成要素の排出の後に、前記鋳型部品を分離するステップが、さらに別の成型サイクルを開始するために繰り返される、請求項３１に記載のバッテリー構成要素を成型する方法。
33. 図面を参照して本明細書に概ね説明されているバッテリー構成要素を形成するための鋳型。
34. 図面を参照して本明細書に概ね説明されているキャストオンストラップ機械。
35. 図面を参照して本明細書に概ね説明されている鉛分配装置。

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