JP3415044B2 - 複数のプレートラグ面を洗浄し化学的に活性化させる装置 - Google Patents

複数のプレートラグ面を洗浄し化学的に活性化させる装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に蓄電池の製造
に関する。さらに詳しくは、本発明は鉛−酸蓄電池用の
キャスト・オン・ストラップ式ジョイントを製造するの
に使用される装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉛−酸を収容した蓄電池は、液体電解質
（硫酸すなわちＨ2 ＳＯ4 の水溶液で構成される）と、
複数の正および負の鉛基プレートで構成される活動質と
の間に生じる化学反応によって化学的エネルギーを電気
エネルギーに変換させる装置である。これらの活動質
は、正プレートには二酸化鉛（ＰｂＯ2 ）、負プレート
にはスポンジ鉛（Ｐｂ）である。
【０００３】通常の鉛−酸蓄電池組立体は、セル部材、
セル間コネクタ、容器、カバー、換気プラグおよびター
ミナルポストを含んで成る。セル部材は、離隔部材を介
在させて負および正のプレートを交互に積み重ねて形成
される。セル部材における負プレートのラグはキャスト
・オン・ストラップ・ジョイント（ｃａｓｔ−ｏｎ−ｓ
ｔｒａｐ ｊｏｉｎｔ）で互いに結ばれる。同じことが
セル部材の正プレートのラグに対して行われる。各々の
プレート群におけるキャスト・オン・ストラップ・ジョ
イントは隣接するセルのプレート群と直列に接続される
のに使用されるのであり、このようにしてバッテリー電
圧は個々のセルの電圧の合計値に等しくなる。単独セル
の電圧は、プレートの寸法および品質に関係なく通常は
２ボルトである。それ故に、１２ボルト蓄電池は６つの
セルを有し、また６ボルト蓄電池は３つのセルを有す
る。
【０００４】鉛−酸蓄電池を製造するための引き続く段
階は、プレートグリッドの鋳造および活動質ペーストの
準備、ペーストの硬化、セル部材の組立て作業、キャス
ト・オン・ストラップ工程によるプレートラグの連結工
程、引き続く蓄電池の組立て工程、蓄電池セルに対する
電解質の付与、蓄電池の電気形成、および最終組立てお
よび試験である。
【０００５】本発明は、鉛−酸蓄電池のセル部材におけ
る負および正のプレートを連結するのに使用されるキャ
スト・オン・ストラップ工程に関する。キャスト・オン
・ストラップ・ジョイントを製造するのに一般に使用さ
れる鋳造機械は、４つの作業ステーションを含む。ステ
ーション１においてプレート群が機械に装填され、それ
らのラグが下方へ向けられ、プレートは振動されて整列
される。次ぎにプレートはステーション２へ移動され、
そこで２段の洗浄処理がプレートラグに施される。洗浄
処理の第１段は、鉛酸化物の被膜を除去して活動質ペー
ストを活性化させるために、回転する水平な鋼製ブラシ
によってブラシすることを伴う。洗浄処理の第２段は、
室温で、ブラシされたばかりのプレートラグ面に対し
て、回転するフェルトブラシまたはフラックス含浸スポ
ンジによって液体フラックスのフィルムを付与すること
を伴う。この機械のステーション３における引き続く工
程は、適当な水冷式の予熱された金属製モールド成形型
を使用して、各々のセル部材に対する一対の鉛基キャス
ト・オン・ストラップ・ジョイントの製造段階を伴う。
これを行うために、モールド型のキャビティは適当な化
学組成の鉛基溶融ストラップ合金を重力方式または加圧
射出方式によって充填される。その後、フラックス含浸
プレートラグが溶融ストラップ合金中に沈下される。キ
ャスト・オン・ストラップ・ジョイントは、ストラップ
モールド成形型内でその後溶融ストラップ合金が凝固す
ることで形成される。ステーション４で遂行される最終
工程段は、機械からキャスト・オン・ストラップ・ジョ
イントが既に形成されたセル部材の取出しを伴う。
【０００６】いま説明した従来のキャスト・オン・スト
ラップ工程によって製造されたセル部材の特徴は、プレ
ートラグ面およびキャスト・オン・ストラップ・ジョイ
ントの間のインターフェースに主に形成された多数の気
孔が存在することである。この気孔はキャスト・オン・
ストラップ・ジョイントの横断面に容易に見ることがで
きる。この種の欠陥は気孔箇所における速い速度での腐
食を生じることになり、この結果として蓄電池の使用寿
命を短縮させる。
【０００７】従来のキャスト・オン・ストラップ工程を
使用して作られたキャスト・オン・ストラップ・ジョイ
ントにおける気孔形成の原因をはっきりさせるために、
長期間におよぶ調査プログラムが実行された。この調査
が本発明をもたらした。キャスト・オン・ストラップ・
ジョイントの内部に見られる気孔は、プレートラグ面に
残留鉛酸化物、グリース、オイル、活動質ペースト、フ
ラックス、残留反応生成物および水分が存在することに
主として起因することが発見された。これらの全ては溶
融鉛基ストラップ合金との接触で加熱されてかなりの体
積のガスを発生する。キャスト・オン・ストラップ・ジ
ョイントの凝固時に発生されたガスは、特に金属製モー
ルド型に急速冷却状態が生じる場合には、完全に排除す
ることはできない。したがって、かなりの両の気泡が作
られた凝固したキャスト・オン・ストラップ・ジョイン
トの内部に閉じ込められて残留する。従来のキャスト・
オン・ストラップ機械を使用して再現性を有して無孔キ
ャスト・オン・ストラップ・ジョイントを製造すること
はできないと結論された。
【０００８】本発明は複数のプレートラグ面の洗浄し化
学的に活性化させる装置に関する。通常のキャスト・オ
ン・ストラップ機械に連結してこの装置が使用される
と、鉛−酸蓄電池用の無孔のキャスト・オン・ストラッ
プ・ジョイントが製造される。この装置は先行特許出願
（１９９７年９月３０日に出願された出願番号第０８／
９４１５３１号）に記載された工程を基本とする。この
工程は、液体フラックスおよび超音波振動を組み合わせ
た作動によって複数の正および負のプレートラグを洗浄
する段階、超音波振動中のプレートラグを水洗いする段
階、およびガス噴射によりプレートラグを乾燥させる段
階を含む。ガス噴射はキャスト・オン・ストラップ・ジ
ョイントが形成される前に行われる。キャスト・オン・
ストラップ・ジョイントは通常のキャスト・オン・スト
ラップ工程に従い、プレートラグをストラップモールド
型内に収容された溶融鉛基ストラップ合金中に導入し、
ストラップモールド型内で溶融ストラップ合金を凝固さ
せることで形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明において、この
装置の使用は回転する鋼製ブラシを使用してプレートを
ブラシすること、および回転するフェルトブラシまたは
フラックス含浸スポンジによって液体フラックスのフィ
ルムをプレートラグに付与することを別手段に置き換え
る。これらの作業は一般に通常のキャスト・オン・スト
ラップ機械の第２ステーションで実施されている。本発
明の目的は無孔のキャスト・オン・ストラップ・ジョイ
ントを製造する装置を提供することである。
【００１０】本発明のこれらの目的および他の目的は、
以下の説明および特許請求の範囲の欄を読むことで明白
となろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は複数のプレート
ラグ面を洗浄し化学的に活性化させる装置である。通常
のキャスト・オン・ストラップ機械に連結されると、こ
の装置は無孔のキャスト・オン・ストラップ・ジョイン
トを製造できるようになる。この装置は、（１）液体フ
ラックスおよび超音波振動の組合わされた作動によって
プレートラグ面を洗浄する段、（２）超音波振動中に水
洗いする段、および（３）ガス噴射によって乾燥させる
段を含む。この工程は鉛酸化物、グリース、オイル、活
動質ペースト、フラックス、残留反応生成物、および水
分がプレートラグ面に存在するのを排除する。液状の鉛
基ストラップ合金に接触するガスは減少または排除され
る。この結果、キャスト・オン・ストラップ・ジョイン
トの気孔は排除される。本発明で請求するこの装置は、
超音波撹拌されるフラックス容器、超音波撹拌される水
洗容器、および塵集合容器内に収容されたガス噴射装置
を含む。各々の容器は上下方向に独立して移動でき、ま
た全３個の容器は共通した支持フレームに取付けられ、
この支持フレームはそれらの容器を同時に水平方向に移
動できる。この装置の使用は、通常のキャスト・オン・
ストラップ機械の第２ステーションで共通して実施され
ているプレートラグのブラシ作動、およびブラシされた
プレートラグに対する液体フラックスのフィルムの付与
を別手段で置き換える。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１を参照すれば、本発明で請求
する装置の主部材が示されている。このようにしてフラ
ックス容器１０が示されており、このフラックス容器１
０は液体フラックス１１と、超音波電源によって制御さ
れる一体化された超音波変換器１２とを含んでいる。フ
ラックス容器１０、液体フラックス１１および超音波変
換器１２を含む装置の意図するところは、複数のプレー
トラグ１３の表面から鉛酸化物、グリース、オイル、お
よび活動質ペーストとを除去することでプレートラグ面
を洗浄し化学的に活性化させることである。再び図１を
参照すれば、水洗容器１４が示されており、この水洗容
器１４は水洗用の水１５および超音波電源によって制御
される超音波変換器１６を含んでいる。超音波水洗の意
図するところは、複数のプレートラグ１３の表面からす
べての残留フラックスおよび反応生成物を除去すること
である。図１には塵集合容器１８の内側に配置されたガ
ス噴射装置１７も示されている。ガス噴射装置１７の意
図するところは、水中での超音波洗浄の後に複数のプレ
ートラグ１３の表面に残留するすべての塵および水分を
除去することである。各々の容器１０，１４，１８は独
立して上下方向に移動でき、これはさまざまな手段によ
って行うことができる。例えば、空気圧または流体圧ピ
ストン１９を使用するか、ままモーターギヤ機構を使用
することができる。全３個の容器１０，１４，１８は共
通した支持フレーム２０に取付けられており、支持フレ
ーム２０は水平方向に移動できる。再び説明するが、こ
の移動は空気圧または流体圧ピストン２１を使用する
か、またはモーターギヤ機構を使用して達成することが
できる。本発明で請求する装置の作動シーケンスで超音
波撹拌段階およびガス噴射時間は、プログラム可能論理
制御回路（ＰＬＣ）を使用して制御できる。
【００１３】本発明で請求する、また図１に示された装
置は、複数のプレートラグの洗浄および化学的活性化が
行われる第２段が別手段に置き換えられた通常のキャス
ト・オン・ストラップ機械に連結される。図２は、通常
のキャスト・オン・ストラップ機械２３に連結された本
発明の装置２２を有する全体装置（システム）を示して
おり、これによって鉛−酸蓄電池用の無孔のキャスト・
オン・ストラップ・ジョイントを製造することができ
る。図２はまた通常のキャスト・オン・ストラップ機械
２３の第１ステーションに配置されたプレート群保持装
置２４と、第２ステーションに配置されたプレート群保
持装置２５と、第３ステーションに配置されたプレート
群保持装置２６と、第４ステーションに配置されたプレ
ート群保持装置２７も示している。全４つのプレート群
保持装置２４，２５，２６，２７は互いに連結されて十
字形の回転タレット２８を形成しており、回転タレット
２８は適当な順序でプレート群保持装置２４，２５，２
６，２７の各々を通常のキャスト・オン・ストラップ機
械２３の４つのステーションの各々に位置決めできるよ
うに回転移動する。回転タレット２８はまた上下方向に
移動する機能も備えている。図２はまた通常のキャスト
・オン・ストラップ機械２３の第３ステーションに配置
された金属製モールド型２９、ならびにプレート群保持
装置２４，２５，２６，２７によりグリップされる正お
よび負のプレート群３０も示している。
【００１４】図示実施例のように、通常のキャスト・オ
ン・ストラップ機械に連結されて図１および図２で示さ
れている本発明で請求する装置を使用したキャスト・オ
ン・ストラップ工程の典型的な作動サイクルは、以下の
ように説明される。すなわち、プレート群保持装置２４
にプレート群３０を装填し整合させる段階、ステーショ
ン２において装填されたプレート群保持装置２４をフラ
ックス容器１０の上方へ位置させるために回転タレット
２８を上方へ移動させて回転させる段階、液体フラック
ス１１内部にプレートラグ１３を導入するためにフラッ
クス容器１０を上方へ移動させる段階、超音波振動の中
で５秒間にわたって液体フラックス１１をプレートラグ
１３に付与する段階、フラックス容器１０を初期位置へ
と下方へ移動させる段階、複数のプレートラグ１３の下
側に水洗容器１４を位置させるために共通の支持フレー
ム２０を水平方向へ移動させる段階、複数のプレートラ
グ１３を水洗い用の水１５の中へ導入するために水洗容
器１４を上方へ移動させる段階、超音波振動の中で５秒
間にわたってプレートラグ１３を水洗いする段階、水洗
容器１４を以前の位置へと下方へ移動させる段階、複数
のプレートラグ１３の下側にガス噴射装置を位置させる
ために共通の支持フレーム２０を水平方向へ移動させる
段階、ガス噴射装置１７を上方へ移動させる段階、５秒
間にわたってプレートラグ１３にガス噴射する段階、ガ
ス噴射装置１７を以前の位置へと下方へ移動させる段
階、３段階のプレートラグの洗浄および化学的な活性化
処理工程を再び始めるために支持フレーム２０を水平方
向へ移動させる段階、第３ステーションにてプレート群
保持装置２４を金属製モールド型２９の上方に位置させ
るために回転タレット２８を上方へ移動させて回転させ
る段階、適当な化学的組成の溶融鉛基ストラップ合金を
注入して金属製モールド型２９のキャビティを充満させ
る段階、金属製モールド型２９のキャビティに収容され
た溶融鉛基ストラップ合金中に複数のプレートラグ１３
を導入するために、回転タレット２８を下方へ移動させ
る段階、金属製モールド型２９内の溶融鉛基ストラップ
合金が凝固した後、キャスト・オン・ストラップ工程に
よって既に結合された複数のプレート群をキャスト・オ
ン・ストラップ機械２３から取出すために、第４ステー
ションにプレート群保持装置２４を位置させるように回
転タレット２８を上方へ移動させて回転させる段階によ
って説明される。
【００１５】このようにして、図示したように本発明
は、３段工程を使用して複数のプレートラグを洗浄し化
学的に活性化させるのに使用される装置を含む。この本
発明が請求する装置に連結された通常のキャスト・オン
・ストラップ機械を有する全体装置は、鉛−酸蓄電池用
の無孔のキャスト・オン・ストラップ・ジョイントの製
造を可能にする。前述した本発明の開示および説明は図
解のためのもので、例を示すに過ぎない。本発明のその
細部を本発明の精神から逸脱せずに特許請求の範囲の欄
に記載した範囲内でさまざまに変化させることができ
る。本発明は特許請求の範囲および法的な等価物によっ
てのみ制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で請求される装置の斜視図。
【図２】通常のキャスト・オン・ストラップ機械に連結
された本発明で請求される装置の斜視図。
【符号の説明】
１０ フラックス容器 １１ 液体フラックス １２ 超音波変換器 １３ プレートラグ １４ 水洗容器 １５ 水洗い用の水 １６ 超音波変換器 １７ ガス噴射装置 １８ 塵集合容器 １９ 流体圧ピストン ２０ 支持フレーム ２１ 流体圧ピストン ２２ 本発明の装置 ２３ キャスト・オン・ストラップ機械 ２４，２５，２６，２７ プレート群保持装置 ２８ 回転タレット ２９ 金属製モールド型 ３０ プレート群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリオ バルガス − グティエレ ズ メキシコ国 コア．25240 サルティロ, ホセ クレメンテ オロズコ 480 (72)発明者 ジョルジュ ロペズ − キューバス メキシコ国 コア．25169 サルティロ, フラック．ラス ブリサス，マリアーノ ゴンザレズ 389 (56)参考文献 特開 平５−89870（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−176416（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/06 - 10/18 H01M 2/26 - 2/28 H01M 4/14 - 4/23

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体フラックスおよび超音波変換器を収
    容した容器と、 水および超音波変換器を収容した容器と、 ガス噴射装置を収容した容器と、 前記容器の各１個を独立して上下方向に移動させる手段
    と、 前記容器の各１個の独立した上下方向の移動を制御する
    手段と、 前記容器の全３個を取付ける共通した支持フレームと、 前記共通した支持フレームを水平方向に移動させる手段
    と、 前記共通した支持フレームの水平方向の移動を制御する
    手段と、 前記フラックス容器および前記洗浄水容器における超音
    波撹拌の時間および出力を制御する手段と、 前記ガス噴射装置における噴射時間、ガス圧力およびガ
    ス流量を制御する手段とを含んで成る、鉛−酸蓄電池の
    複数のプレートラグ面を洗浄し化学的に活性化させる装
    置。
  2. 【請求項２】 前記複数の容器に対して相互作用するよ
    うに連結され、前記複数の容器のうちの１個に接近させ
    て複数のプレートラグを位置決めするためのプレート群
    保持手段をさらに含む請求項１に記載された複数のプレ
    ートラグ面を洗浄し化学的に活性化させる装置。
  3. 【請求項３】 前記プレート群保持手段が、 プレート群保持装置が形成されている十字形の回転タレ
    ットと、 前記回転タレットに連結され、前記回転タレットを前記
    複数の容器のうちの１個に接近するように回転させる移
    動手段とを含んでいる請求項２に記載された複数のプレ
    ートラグ面を洗浄し化学的に活性化させる装置。
  4. 【請求項４】 前記移動手段が前記回転タレットを垂直
    方向に移動させる請求項３に記載された複数のプレート
    ラグ面を洗浄し化学的に活性化させる装置。
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