JP4174649B2 - 電池極板用格子体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリ式エキスパンダによって製造される電池極板用格子体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池の極板は、鉛又は鉛合金からなる格子体のマス目に活物質を充填したものである。この格子体は、鉛又は鉛合金の鋳造等によって直接格子状に形成する他に、鉛又は鉛合金からなる鉛シートにエキスパンダによってマス目を形成して製造する場合がある。また、このエキスパンダには、ダイスカッタの上下動作によって鉛シートに両端部から順に各マス目を形成するレシプロ方式と、円板カッタの回転によって鉛シートに千鳥状のスリットを形成し、この鉛シートを両側から引き広げることによりスリットをマス目に展開するロータリ方式とがある。
【０００３】
上記ロータリ方式のエキスパンダで用いる円板カッタ１は、図１５に示すように、金属製の円板の周側面に、凸部１ａと平坦面１ｂとを周方向に沿って交互に等間隔で多数形成したものである。平坦面１ｂは、この円板カッタ１の円板の周側面を構成する円周面そのものからなる曲面である。なお、図１５の楕円形の拡大図の中では、この円周面を平面に展開して示している。各凸部１ａは、円板カッタ１の円周面から外周側に向けて山形に突出して形成されたものであり、この山形のアールが設けられた頂部が回転方向（図では矢印で示す）の前方側に偏って形成されている。
【０００４】
上記円板カッタ１は、円板状の両面における１つおきの平坦面１ｂごとに結節部溝１ｃが形成されている。この結節部溝１ｃは、平坦面１ｂの長さ（隣り合う凸部１ａの間の距離）と同じ幅を有すると共に、この平坦面１ｂの厚さ（円板カッタ１の板厚）の約半分の深さを有する円板カッタ１の円板面に半径方向に形成された溝であり、外周側には平坦面１ｂで開口すると共に、中心側に向けてある程度の長さを有するように形成されている。また、結節部溝１ｃを形成する１つおきの平坦面１ｂは、両面で互い違いとなるように配置されている。
【０００５】
上記円板カッタ１は、多数枚をそれぞれこの円板カッタ１の厚さとほぼ同じ間隔ずつ離して共通の回転軸上に配置することにより円板カッタロールを形成する。そして、図１６に示すように、これら多数枚の円板カッタ１からなる円板カッタロールを２本上下に配置して、この間に鉛シート２を通すことによりスリット２ａを形成する。この際、図１７に示すように、上下の円板カッタロールは、上下の円板カッタ１の平坦面１ｂ同士がわずかに重なり合うような高さ位置に配置される。また、上方の円板カッタロールの各円板カッタ１の間に下方の円板カッタロールの各円板カッタ１が位置するように、軸方向に半ピッチだけずらして配置される。さらに、図１７（ａ）に示すように、上方の円板カッタ１における一方の側の円板面に結節部溝１ｃが形成された平坦面１ｂが下端に達したときに、下方の円板カッタ１における他方の側の円板面に結節部溝１ｃが形成された平坦面１ｂが上端に達すると共に、、図１７（ｂ）に示すように、上方の円板カッタ１の凸部１ａが下端に達したときに、下方の円板カッタ１の凸部１ａが上端に達するように、回転の位相も調整される。
【０００６】
上記円板カッタロールの間に鉛シート２を通すと、図１６に示すように、上下の円板カッタ１の凸部１ａによって鉛シート２にスリット２ａが形成されると共に、この鉛シート２の幅方向に隣接して形成されたスリット２ａの間の細長い桟２ｂが上下の凸部１ａに押されて交互に上下に山形に突出する。また、上下の円板カッタ１の平坦面１ｂでは、図１７（ａ）に示すように、結節部溝１ｃ同士が背中合わせになった部分では、鉛シート２が切断されてスリット２ａが連続的に形成されるが、結節部溝１ｃ同士が向かい合わせになった部分では、鉛シート２が切断されずにスリット２ａが途切れて結節部２ｃが形成されることになる。従って、鉛シート２に形成されるスリット２ａは、凸部１ａに押された山形の２山分の長さのものが、結節部２ｃの部分で途中途切れながら移送方向に連続的に形成される。また、隣接するスリット２ａは、この結節部２ｃが半ピッチずれた位置で同様に連続的に形成されるので、これらのスリット２ａは、図１６の円内に平面図で示すように、千鳥状となる。
【０００７】
上記のようにして多数のスリット２ａが形成された鉛シート２は、後工程で幅方向の両側に引き広げられることにより、図１８に示すように、これらのスリット２ａがマス目状に広がり、各結節部２ｃが斜め方向に屈曲して引き出された４本の桟２ｂによって繋がった格子状の格子体が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の格子体は、鉛シート２にスリット２ａを形成したときに、結節部２ｃに繋がる各桟２ｂが凸部１ａに押されて基端部で屈曲するので、これらのスリット２ａを格子状に展開する際に、桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの結節部２ｃに繋がる基端部に集中することになる。そして、このように結節部２ｃの基端部に応力が集中すると、展開中にここに過大な負担がかかりクラックが発生することもあるため、この基端部から電解液の浸食が進行し易くなって、電池使用時に腐食による桟２ｂの破断を生じるおそれがある。
【０００９】
このため、ロータリ方式のエキスパンダを用いて製造された従来の格子体は、結節部と繋がる基端部の腐食によって桟が破断し電池寿命が短縮されることがあるという問題が発生していた。
【００１０】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、桟が結節部から引き出された真っ直ぐな引出部を介して屈曲するように構成することにより、腐食によって破断するようなことのない電池極板用格子体及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、長手方向に沿った切り込みからなるスリットが金属シートに多数千鳥状に形成され、この金属シートを幅方向に引き広げてこれらのスリットを展開することにより、長手方向に隣接する各スリット間で構成される結節部を、幅方向に隣接する各スリット間で構成される、斜め方向に屈曲して引き出された４本の桟によって繋げ格子状とした電池極板用格子体において、各結節部に繋がる４本の桟のうちの少なくとも１本が、この結節部からほぼ長手方向に引き出された引出部を介して所定斜め方向に屈曲していることを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明によれば、少なくとも１本の桟が結節部から引き出されたほぼ真っ直ぐな引出部の先で屈曲しているので、この桟の展開時の引っ張り応力が結節部の基端部だけでなく引出部全体に分散されて加わることになり、少なくともこの桟が腐食し易くなるのを防止することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの両側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部を、双方の間で位相をずらして配置したことを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明によれば、円板カッタの平坦面の位相がずれるので、１本以上の桟が、このずれた平坦部の端部に押されて結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲することになる。このため、引出部を介して屈曲した桟では、展開時の引っ張り応力が分散されるので、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００１５】
請求項３の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの一方の側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部の周方向の長さを、金属シートの他方の側に配置した円板カッタロールのものよりも長く形成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明によれば、円板カッタの平坦面の周方向の長さが異なるので、１本以上の桟が、この長い方の平坦面に押されて結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲することになる。このため、引出部を介して屈曲した桟では、展開時の引っ張り応力が分散されるので、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００１７】
請求項４の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの両側又は片側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの結節部溝を平坦部における周方向の全長の一部にのみ開口させたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明によれば、円板カッタの結節部溝が平坦面の全長の一部だけに開口するので、この開口部以外の平坦面でもスリットが形成され、１本以上の桟が結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲することになる。このため、引出部を介して屈曲した桟では、展開時の引っ張り応力が分散されるので、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００１９】
請求項５の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの両側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部を、双方の間で位相をずらして配置する設定と、金属シートの一方の側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部の周方向の長さを、金属シートの他方の側に配置した円板カッタロールのものよりも長く形成する設定と、金属シートの両側又は片側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの結節部溝を平坦部における周方向の全長の一部にのみ開口させる設定のうちのいずれか２種類以上の設定を行ったことを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明によれば、桟が結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲する設定を２種類以上組み合わせるので、この引出部を介して屈曲した桟で、展開時の引っ張り応力が分散され、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜図２は本発明の第１実施形態を示すものであって、図１は格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図２は上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。なお、図１５〜図１８に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００２３】
本実施形態は、従来例と同様に、鉛蓄電池の極板に用いる格子体について説明すると共に、ロータリ方式のエキスパンダによって鉛シート２からこの格子体を製造する方法について説明する。本実施形態は、図２に示すように、上下に対向させた円板カッタ１，１の位相を変化させた場合について示す。上下の円板カッタ１，１は、それぞれ複数枚ずつを組み合わせて円板カッタロールとして使用する。また、これらの円板カッタ１，１は、平坦面１ｂや凸部１ａの円周方向の長さが等しいものを使用する。従来は、このような円板カッタ１，１を平坦面１ｂ，１ｂ同士が上下でずれなく重なり合うように位相を一致させて配置し回転させていた。しかし、本実施形態では、上方に配置した円板カッタ１の位相を位相角αだけ進めている。即ち、この上方の円板カッタ１を回転方向（図２の矢印方向）の前方側に少しずらして配置している。なお、図２に示す上下の円板カッタ１，１は、位相のずれが分かり易いように上下に離して示しているが、実際には、平坦面１ｂ同士がわずかに重なり合う程度に互いに近づけて配置されている。また、この図２では、円板カッタ１，１の円周面を水平な平面に展開して示している。
【００２４】
従来の位相にずれのない上下の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、上下の凸部１ａ，１ａが重なり合った部分と、結節部溝１ｃ，１ｃが背中合わせに開口する上下の平坦面１ｂ，１ｂが重なり合った部分とでスリット２ａが形成され、結節部溝１ｃ，１ｃが向かい合わせに開口する上下の平坦面１ｂ，１ｂが重なり合った部分で結節部２ｃが形成される。そして、この結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向（図１の矢印で示す進行方向）の長さは、平坦面１ｂの円周方向の長さ、即ち結節部溝１ｃの幅と一致する。
【００２５】
しかし、本実施形態の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、上下の結節部溝１ｃ，１ｃの開口部がずれるので、これらが互いに重なり合う部分でしか結節部２ｃが形成されず、この結節部２ｃの長手方向の長さは、平坦面１ｂの長さや結節部溝１ｃの幅よりも短くなる。しかも、図１に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の後方側では、位相が進んだ上方の円板カッタ１の凸部１ａによって下方に押される桟２ｂ（図示左手前側）が結節部２ｃの基端部から直ちに下方に向けて屈曲するのに対して、位相が遅れた下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される桟２ｂ（図示左奥側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って後方に引き出された引出部２ｄの先端で上方に向けて屈曲することになる。また、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の前方側では、位相が遅れた下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される桟２ｂ（図示右奥側）が結節部２ｃの基端部から直ちに上方に向けて屈曲するのに対して、位相が進んだ上方の円板カッタ１の凸部１ａによって下方に押される桟２ｂ（図示右手前側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前方に引き出された引出部２ｄの先端で下方に向けて屈曲することになる。これらの引出部２ｄは、一方の円板カッタ１の平坦面１ｂによって押圧されることにより結節部２ｃと同様に平坦なままとなるが、他方の円板カッタ１の結節部溝１ｃが存在しない凸部１ａによって押圧されて鉛シート２が切断されるので、完全な結節部２ｃには成り得なかった部分である。
【００２６】
この結果、本実施形態の格子体は、各結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂのうち、対角方向の２本の桟２ｂ（図示左手前側と右奥側）は、従来例と同様に、結節部２ｃの基端部で直ぐに屈曲して斜め方向に伸びているが、残りの２本の桟２ｂ（図示左奥側と右手前側）は、結節部２ｃの基端部から一旦鉛シート２の長手方向に引き出された引出部２ｄの先で屈曲して斜め方向に伸びている。従って、この格子体を鉛シート２の幅方向に引き広げて展開すると、結節部２ｃから引出部２ｄを介して引き出され屈曲する２本の桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの引出部２ｄ全体に分散されるので、展開後も引出部２ｄはほぼ長手方向に引き出された状態を保つことができるようになる。実際、図１は、展開後の格子体を示すものであるが、円板カッタ１，１によるスリット２ａの形成直後の格子体も、各桟２ｂの引出し角度が緩やかになる程度で、引出部２ｄについては展開の前後でほとんど相違がない。このため、引出部２ｄのない２本の桟２ｂについては、展開時の引っ張り応力が結節部２ｃの基端部に集中するので、ここに大きな歪みが生じたりクラックが発生するおそれがあるために、従来例と同様に、鉛蓄電池の使用時に電解液によって腐食し易くなるが、引出部２ｄのある２本の桟２ｂは、大きな歪みやクラックが生じないので、この電解液による腐食が起こり難くなり、このような腐食による桟２ｂの破断の可能性を低減することができるようになる。
【００２７】
なお、本実施形態は、従来例で示した円板カッタ１をそのまま利用し、円板カッタロールを設置する際に上下に配置するものの位相をずらすだけで実施可能となる。
【００２８】
図３〜図６は本発明の第２実施形態を示すものであって、図３は上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図４は格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図５は位相をずらした上下の円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図６は位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。なお、図１〜図２に示した第１実施形態と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。また、図３と図５は、図２と同様に、円板カッタの上下位置を離して示すと共に、円周面を水平な平面に展開して示し、図４と図６は、図１と同様に、実際には展開後の格子体を示すものである。
【００２９】
本実施形態も、第１実施形態と同様に、鉛蓄電池の極板に用いる格子体について説明すると共に、ロータリ方式のエキスパンダの上下の円板カッタ１，１によって鉛シート２からこの格子体を製造する方法について説明する。本実施形態は、図３に示すように、上下に対向させた円板カッタ１，１の平坦面１ｂの長さを相違させた場合について示す。即ち、本実施形態では、下方に配置した円板カッタ１の平坦面１ｂの円周方向の長さＬｄを、上方に配置した円板カッタ１の平坦面１ｂの長さＬｕよりも長く形成している。また、これに伴い、結節部溝１ｃが平坦面１ｂに開口する幅も、下方の円板カッタ１の方が長くなる。ただし、この下方の円板カッタ１は、凸部１ａの円周方向の長さを短くすることにより、平坦面１ｂの円周上での形成ピッチを上方の円板カッタ１と等しくなるようにしている。また、下方の円板カッタ１の平坦面１ｂの全長の丁度中央で上方の円板カッタ１の平坦面１ｂが重なり合うように、位相も一致させて配置している。
【００３０】
上記上下の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、上下の結節部溝１ｃ，１ｃの幅に差があるので、上方の円板カッタ１の結節部溝１ｃの短い幅と同じ長さの結節部２ｃしか形成されない。しかも、図４に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の幅方向の一方側では、平坦面１ｂが短い上方の円板カッタ１の凸部１ａによって下方に押される２本の桟２ｂ（図示手前側）が結節部２ｃの基端部から直ちに下方に向けて屈曲するのに対して、平坦面１ｂが長い下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される２本の桟２ｂ（図示奥側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端で上方に向けて屈曲することになる。
【００３１】
上記格子体を鉛シート２の幅方向に引き広げて展開すると、結節部２ｃから引出部２ｄを介して引き出され屈曲する２本の桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの引出部２ｄ全体に分散されるので、展開後も引出部２ｄはほぼ長手方向に引き出された状態を保つことができるようになる。このため、引出部２ｄの先で屈曲する２本の桟２ｂは、展開時に大きな歪みやクラックが生じないので、電解液による腐食が起こり難くなり、鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、上下の円板カッタ１，１の位相を一致させる場合について説明したが、この位相をずらすこともできる。例えば図５に示すように、下方の円板カッタ１の位相を進めて、結節部溝１ｃ，１ｃの後方側の端が上下で一致するように配置すれば、図６に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の前方側で、平坦面１ｂが長い下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される桟２ｂ（図示右奥側）が、結節部２ｃから長手方向に沿って前方に引き出された引出部２ｄの先端で上方に向けて屈曲することになる。そして、この桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、各結節部２ｃごとに１本ずつではあるが、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００３３】
図７〜図１４は本発明の第３実施形態を示すものであって、図７は上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図８は格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図９は結節部溝を片寄せて上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図１０は結節部溝を片寄せた円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図１１は結節部溝を片寄せる方向を逆にして上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図１２は結節部溝を片寄せる方向を逆にした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図１３は位相をずらした上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図１４は位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。なお、図１〜図６に示した第１と第２の実施形態と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。また、図７と図９と図１１と図１３は、図２等と同様に、円板カッタの上下位置を離して示すと共に、円周面を水平な平面に展開して示し、図８と図１０と図１２と図１４は、図１等と同様に、実際には展開後の格子体を示すものである。
【００３４】
本実施形態も、第１と第２の実施形態と同様に、鉛蓄電池の極板に用いる格子体について説明すると共に、ロータリ方式のエキスパンダの上下の円板カッタ１，１によって鉛シート２からこの格子体を製造する方法について説明する。本実施形態は、図７に示すように、平坦面１ｂの長さＬｗを結節部溝１ｃの幅Ｌｎよりも長くした場合について示す。特に図７では、結節部溝１ｃが平坦面１ｂの全長Ｌｗの中央部分にのみ幅Ｌｎ（Ｌｎ＜Ｌｗ）で開口する円板カッタ１を用いている。また、この図７では、上下の円板カッタ１，１は、位相を一致させて配置される。
【００３５】
上記上下の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、従来と同様に、上下の結節部溝１ｃ，１ｃが一致して重なることにより、この結節部溝１ｃの幅Ｌｎと同じ長さの結節部２ｃが形成されるが、この結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂは、それぞれの端部が結節部溝１ｃの開口していない平坦面１ｂに押されるので、図８に示すように、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端でそれぞれ上下方向に向けて屈曲することになる。
【００３６】
上記格子体を鉛シート２の幅方向に引き広げて展開すると、結節部２ｃから引出部２ｄを介して引き出され屈曲する４本の桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの引出部２ｄ全体に分散されるので、展開後も引出部２ｄはほぼ長手方向に引き出された状態を保つことができるようになる。このため、４本の桟２ｂが結節部２ｃに繋がる全ての基端部で展開時に大きな歪みやクラックが生じないので、電解液による腐食が起こり難くなり、鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を著しく低減することができるようになる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、結節部溝１ｃを平坦面１ｂの中央で開口させた場合について説明したが、図９に示すように、結節部溝１ｃを平坦面１ｂの一方の端に寄せて開口させることもできる。この場合も、上下の結節部溝１ｃ，１ｃが一致して重なることにより、この結節部溝１ｃの幅Ｌｎと同じ長さの結節部２ｃが形成されるが、図１０に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の一方側では、結節部溝１ｃが開口する平坦面１ｂの端から直ぐに突設される凸部１ａによって上下方向に押される２本の桟２ｂ（図示右側）が結節部２ｃの基端部から直ちに上下方向に向けて屈曲するのに対して、結節部溝１ｃが開口しない平坦面１ｂの端によって上下方向に押される２本の桟２ｂ（図示左側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って後方に引き出された引出部２ｄの先端で上下方向に向けて屈曲することになる。そして、この２本の桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００３８】
また、図１１に示すように、平坦面１ｂの端に寄せて開口される結節部溝１ｃを上下の円板カッタ１で前後逆の端に形成することもできる。ただし、上下の円板カッタ１は、逆向きに回転するので、図９に示した円板カッタ１は、上下で異なる形状のものを使用することになるが、この図１１の場合は、上下で同じ形状の円板カッタ１を使用することができ、部品の共通化を図ることができる。この場合は、上下の結節部溝１ｃ，１ｃがずれるので、これらが重なり合う部分だけで結節部２ｃが形成される。また、図１２に示すように、結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂが全て、結節部溝１ｃが開口する平坦面１ｂと結節部溝１ｃが開口しない平坦面１ｂとによって上下方向から押されるので、それぞれ結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端で上下方向に向けて屈曲することになる。そして、これら４本の桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を著しく低減することができるようになる。
【００３９】
また、図１３に示すように、平坦面１ｂの端に寄せて開口される結節部溝１ｃを上下の円板カッタ１で前後逆の端に形成するとともに、これら上下の結節部溝１ｃ，１ｃが一致して重なるように位相をずらすこともできる。この場合も、上下の平坦面１ｂ，１ｂはずれるが、結節部溝１ｃ，１ｃは一致して重なり、この結節部溝１ｃの幅Ｌｎと同じ長さの結節部２ｃが形成される。また、図１４に示すように、結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂのうち、対角方向の２本の桟２ｂ（図示左手奥側と右手前側）は、上下の凸部１ａに押されて結節部２ｃの基端部から直ちに上下方向に向けて屈曲するのに対して、結節部溝１ｃが開口しない平坦面１ｂの端によって上下方向に押される残り２本の桟２ｂ（図示左手前側と右奥側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端で上下方向に向けて屈曲することになる。そして、これらら２本の桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００４０】
また、上記第１〜第３実施形態では、上下の円板カッタ１，１の位相をずらしたり、上下の平坦面１ｂ，１ｂの長さを相違させたり、この円板カッタ１の平坦面１ｂの長さを結節部溝１ｃの幅よりも長くする組み合わせを種々示したが、結節部２ｃに繋がる少なくとも１本の桟２ｂが引出部２ｄを介して屈曲するような形状となるものであれば、これ以外の他の組み合せの円板カッタ１，１を用いることもできる。例えば上下の平坦面１ｂ，１ｂの長さを相違させると共に、上下双方又はいずれか一方の結節部溝１ｃの幅をこの平坦面１ｂの長さより短くすることもでき、これに加えて上下の円板カッタ１，１の位相をずらすこともできる。
【００４１】
また、上記第１〜第３実施形態では、説明を簡単にするために、上下の円板カッタ１，１の間に鉛シート２を通すことにより格子体を製造する場合について説明したが、このような円板カッタ１を組み合わせた円板カッタロールの配置は任意であり、２本の円板カッタロールを対向させた間に鉛シート２を通す場合に限らず、３本以上の円板カッタロールを鉛シート２の搬送経路上に配置することにより格子体を製造することもできる。
【００４２】
また、上記第１〜第３実施形態では、鉛シート２を加工して鉛蓄電池の極板に用いる格子体を製造する場合について説明したが、鉛シート２以外の金属シートを加工して、他の電池の極板用の格子体を製造する場合にも、本発明を同様に実施することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池極板用格子体によれば、桟が結節部から引き出されたほぼ真っ直ぐな引出部の先で屈曲するので、この桟が腐食し易くなって破断するのを防止することができるようになる。
【００４４】
また、本発明の電池極板用格子体の製造方法によれば、桟を結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で屈曲させることにより、製造した格子体の桟が腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであって、格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すものであって、上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示すものであって、上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すものであって、格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示すものであって、位相をずらした上下の円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示すものであって、位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示すものであって、上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示すものであって、格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せて上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せた円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せる方向を逆にして上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せる方向を逆にした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態を示すものであって、位相をずらした上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図１４】本発明の第３実施形態を示すものであって、位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図１５】従来例を示すものであって、円板カッタとこの円板カッタの周縁部の構成を示す正面図である。
【図１６】従来例を示すものであって、ロータリ方式のエキスパンダにおける円板カッタによる鉛シートへのスリットの形成工程を示す正面図である。
【図１７】従来例を示すものであって、ロータリ方式のエキスパンダにおける円板カッタの配置を示す部分拡大縦断面側面図である。
【図１８】従来例を示すものであって、鉛シートにスリットを形成し展開した格子体の部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１ 円板カッタ
１ａ 凸部
１ｂ 平坦面
１ｃ 結節部溝
２ 鉛シート
２ａ スリット
２ｂ 桟
２ｃ 結節部
２ｄ 引出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリ式エキスパンダによって製造される電池極板用格子体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池の極板は、鉛又は鉛合金からなる格子体のマス目に活物質を充填したものである。この格子体は、鉛又は鉛合金の鋳造等によって直接格子状に形成する他に、鉛又は鉛合金からなる鉛シートにエキスパンダによってマス目を形成して製造する場合がある。また、このエキスパンダには、ダイスカッタの上下動作によって鉛シートに両端部から順に各マス目を形成するレシプロ方式と、円板カッタの回転によって鉛シートに千鳥状のスリットを形成し、この鉛シートを両側から引き広げることによりスリットをマス目に展開するロータリ方式とがある。
【０００３】
上記ロータリ方式のエキスパンダで用いる円板カッタ１は、図１５に示すように、金属製の円板の周側面に、凸部１ａと平坦面１ｂとを周方向に沿って交互に等間隔で多数形成したものである。平坦面１ｂは、この円板カッタ１の円板の周側面を構成する円周面そのものからなる曲面である。なお、図１５の楕円形の拡大図の中では、この円周面を平面に展開して示している。各凸部１ａは、円板カッタ１の円周面から外周側に向けて山形に突出して形成されたものであり、この山形のアールが設けられた頂部が回転方向（図では矢印で示す）の前方側に偏って形成されている。
【０００４】
上記円板カッタ１は、円板状の両面における１つおきの平坦面１ｂごとに結節部溝１ｃが形成されている。この結節部溝１ｃは、平坦面１ｂの長さ（隣り合う凸部１ａの間の距離）と同じ幅を有すると共に、この平坦面１ｂの厚さ（円板カッタ１の板厚）の約半分の深さを有する円板カッタ１の円板面に半径方向に形成された溝であり、外周側には平坦面１ｂで開口すると共に、中心側に向けてある程度の長さを有するように形成されている。また、結節部溝１ｃを形成する１つおきの平坦面１ｂは、両面で互い違いとなるように配置されている。
【０００５】
上記円板カッタ１は、多数枚をそれぞれこの円板カッタ１の厚さとほぼ同じ間隔ずつ離して共通の回転軸上に配置することにより円板カッタロールを形成する。そして、図１６に示すように、これら多数枚の円板カッタ１からなる円板カッタロールを２本上下に配置して、この間に鉛シート２を通すことによりスリット２ａを形成する。この際、図１７に示すように、上下の円板カッタロールは、上下の円板カッタ１の平坦面１ｂ同士がわずかに重なり合うような高さ位置に配置される。また、上方の円板カッタロールの各円板カッタ１の間に下方の円板カッタロールの各円板カッタ１が位置するように、軸方向に半ピッチだけずらして配置される。さらに、図１７（ａ）に示すように、上方の円板カッタ１における一方の側の円板面に結節部溝１ｃが形成された平坦面１ｂが下端に達したときに、下方の円板カッタ１における他方の側の円板面に結節部溝１ｃが形成された平坦面１ｂが上端に達すると共に、、図１７（ｂ）に示すように、上方の円板カッタ１の凸部１ａが下端に達したときに、下方の円板カッタ１の凸部１ａが上端に達するように、回転の位相も調整される。
【０００６】
上記円板カッタロールの間に鉛シート２を通すと、図１６に示すように、上下の円板カッタ１の凸部１ａによって鉛シート２にスリット２ａが形成されると共に、この鉛シート２の幅方向に隣接して形成されたスリット２ａの間の細長い桟２ｂが上下の凸部１ａに押されて交互に上下に山形に突出する。また、上下の円板カッタ１の平坦面１ｂでは、図１７（ａ）に示すように、結節部溝１ｃ同士が背中合わせになった部分では、鉛シート２が切断されてスリット２ａが連続的に形成されるが、結節部溝１ｃ同士が向かい合わせになった部分では、鉛シート２が切断されずにスリット２ａが途切れて結節部２ｃが形成されることになる。従って、鉛シート２に形成されるスリット２ａは、凸部１ａに押された山形の２山分の長さのものが、結節部２ｃの部分で途中途切れながら移送方向に連続的に形成される。また、隣接するスリット２ａは、この結節部２ｃが半ピッチずれた位置で同様に連続的に形成されるので、これらのスリット２ａは、図１６の円内に平面図で示すように、千鳥状となる。
【０００７】
上記のようにして多数のスリット２ａが形成された鉛シート２は、後工程で幅方向の両側に引き広げられることにより、図１８に示すように、これらのスリット２ａがマス目状に広がり、各結節部２ｃが斜め方向に屈曲して引き出された４本の桟２ｂによって繋がった格子状の格子体が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の格子体は、鉛シート２にスリット２ａを形成したときに、結節部２ｃに繋がる各桟２ｂが凸部１ａに押されて基端部で屈曲するので、これらのスリット２ａを格子状に展開する際に、桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの結節部２ｃに繋がる基端部に集中することになる。そして、このように結節部２ｃの基端部に応力が集中すると、展開中にここに過大な負担がかかりクラックが発生することもあるため、この基端部から電解液の浸食が進行し易くなって、電池使用時に腐食による桟２ｂの破断を生じるおそれがある。
【０００９】
このため、ロータリ方式のエキスパンダを用いて製造された従来の格子体は、結節部と繋がる基端部の腐食によって桟が破断し電池寿命が短縮されることがあるという問題が発生していた。
【００１０】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、桟が結節部から引き出された真っ直ぐな引出部を介して屈曲するように構成することにより、腐食によって破断するようなことのない電池極板用格子体及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、長手方向に沿った切り込みからなるスリットが金属シートに多数千鳥状に形成され、この金属シートを幅方向に引き広げてこれらのスリットを展開することにより、長手方向に隣接する各スリット間で構成される結節部を、幅方向に隣接する各スリット間で構成される、斜め方向に屈曲して引き出された４本の桟によって繋げ格子状とした電池極板用格子体において、各結節部に繋がる４本の桟のうちの少なくとも１本が、この結節部からほぼ長手方向に引き出された引出部を介して所定斜め方向に屈曲していることを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明によれば、少なくとも１本の桟が結節部から引き出されたほぼ真っ直ぐな引出部の先で屈曲しているので、この桟の展開時の引っ張り応力が結節部の基端部だけでなく引出部全体に分散されて加わることになり、少なくともこの桟が腐食し易くなるのを防止することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの両側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部を、双方の間で位相をずらして配置したことを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明によれば、円板カッタの平坦面の位相がずれるので、１本以上の桟が、このずれた平坦部の端部に押されて結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲することになる。このため、引出部を介して屈曲した桟では、展開時の引っ張り応力が分散されるので、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００１５】
請求項３の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの一方の側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部の周方向の長さを、金属シートの他方の側に配置した円板カッタロールのものよりも長く形成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明によれば、円板カッタの平坦面の周方向の長さが異なるので、１本以上の桟が、この長い方の平坦面に押されて結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲することになる。このため、引出部を介して屈曲した桟では、展開時の引っ張り応力が分散されるので、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００１７】
請求項４の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの両側又は片側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの結節部溝を平坦部における周方向の全長の一部にのみ開口させたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明によれば、円板カッタの結節部溝が平坦面の全長の一部だけに開口するので、この開口部以外の平坦面でもスリットが形成され、１本以上の桟が結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲することになる。このため、引出部を介して屈曲した桟では、展開時の引っ張り応力が分散されるので、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００１９】
請求項５の発明は、円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、金属シートの両側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部を、双方の間で位相をずらして配置する設定と、金属シートの一方の側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部の周方向の長さを、金属シートの他方の側に配置した円板カッタロールのものよりも長く形成する設定と、金属シートの両側又は片側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの結節部溝を平坦部における周方向の全長の一部にのみ開口させる設定のうちのいずれか２種類以上の設定を行ったことを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明によれば、桟が結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で凸部に押され山形に屈曲する設定を２種類以上組み合わせるので、この引出部を介して屈曲した桟で、展開時の引っ張り応力が分散され、腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜図２は本発明の第１実施形態を示すものであって、図１は格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図２は上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。なお、図１５〜図１８に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００２３】
本実施形態は、従来例と同様に、鉛蓄電池の極板に用いる格子体について説明すると共に、ロータリ方式のエキスパンダによって鉛シート２からこの格子体を製造する方法について説明する。本実施形態は、図２に示すように、上下に対向させた円板カッタ１，１の位相を変化させた場合について示す。上下の円板カッタ１，１は、それぞれ複数枚ずつを組み合わせて円板カッタロールとして使用する。また、これらの円板カッタ１，１は、平坦面１ｂや凸部１ａの円周方向の長さが等しいものを使用する。従来は、このような円板カッタ１，１を平坦面１ｂ，１ｂ同士が上下でずれなく重なり合うように位相を一致させて配置し回転させていた。しかし、本実施形態では、上方に配置した円板カッタ１の位相を位相角αだけ進めている。即ち、この上方の円板カッタ１を回転方向（図２の矢印方向）の前方側に少しずらして配置している。なお、図２に示す上下の円板カッタ１，１は、位相のずれが分かり易いように上下に離して示しているが、実際には、平坦面１ｂ同士がわずかに重なり合う程度に互いに近づけて配置されている。また、この図２では、円板カッタ１，１の円周面を水平な平面に展開して示している。
【００２４】
従来の位相にずれのない上下の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、上下の凸部１ａ，１ａが重なり合った部分と、結節部溝１ｃ，１ｃが背中合わせに開口する上下の平坦面１ｂ，１ｂが重なり合った部分とでスリット２ａが形成され、結節部溝１ｃ，１ｃが向かい合わせに開口する上下の平坦面１ｂ，１ｂが重なり合った部分で結節部２ｃが形成される。そして、この結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向（図１の矢印で示す進行方向）の長さは、平坦面１ｂの円周方向の長さ、即ち結節部溝１ｃの幅と一致する。
【００２５】
しかし、本実施形態の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、上下の結節部溝１ｃ，１ｃの開口部がずれるので、これらが互いに重なり合う部分でしか結節部２ｃが形成されず、この結節部２ｃの長手方向の長さは、平坦面１ｂの長さや結節部溝１ｃの幅よりも短くなる。しかも、図１に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の後方側では、位相が進んだ上方の円板カッタ１の凸部１ａによって下方に押される桟２ｂ（図示左手前側）が結節部２ｃの基端部から直ちに下方に向けて屈曲するのに対して、位相が遅れた下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される桟２ｂ（図示左奥側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って後方に引き出された引出部２ｄの先端で上方に向けて屈曲することになる。また、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の前方側では、位相が遅れた下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される桟２ｂ（図示右奥側）が結節部２ｃの基端部から直ちに上方に向けて屈曲するのに対して、位相が進んだ上方の円板カッタ１の凸部１ａによって下方に押される桟２ｂ（図示右手前側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前方に引き出された引出部２ｄの先端で下方に向けて屈曲することになる。これらの引出部２ｄは、一方の円板カッタ１の平坦面１ｂによって押圧されることにより結節部２ｃと同様に平坦なままとなるが、他方の円板カッタ１の結節部溝１ｃが存在しない凸部１ａによって押圧されて鉛シート２が切断されるので、完全な結節部２ｃには成り得なかった部分である。
【００２６】
この結果、本実施形態の格子体は、各結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂのうち、対角方向の２本の桟２ｂ（図示左手前側と右奥側）は、従来例と同様に、結節部２ｃの基端部で直ぐに屈曲して斜め方向に伸びているが、残りの２本の桟２ｂ（図示左奥側と右手前側）は、結節部２ｃの基端部から一旦鉛シート２の長手方向に引き出された引出部２ｄの先で屈曲して斜め方向に伸びている。従って、この格子体を鉛シート２の幅方向に引き広げて展開すると、結節部２ｃから引出部２ｄを介して引き出され屈曲する２本の桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの引出部２ｄ全体に分散されるので、展開後も引出部２ｄはほぼ長手方向に引き出された状態を保つことができるようになる。実際、図１は、展開後の格子体を示すものであるが、円板カッタ１，１によるスリット２ａの形成直後の格子体も、各桟２ｂの引出し角度が緩やかになる程度で、引出部２ｄについては展開の前後でほとんど相違がない。このため、引出部２ｄのない２本の桟２ｂについては、展開時の引っ張り応力が結節部２ｃの基端部に集中するので、ここに大きな歪みが生じたりクラックが発生するおそれがあるために、従来例と同様に、鉛蓄電池の使用時に電解液によって腐食し易くなるが、引出部２ｄのある２本の桟２ｂは、大きな歪みやクラックが生じないので、この電解液による腐食が起こり難くなり、このような腐食による桟２ｂの破断の可能性を低減することができるようになる。
【００２７】
なお、本実施形態は、従来例で示した円板カッタ１をそのまま利用し、円板カッタロールを設置する際に上下に配置するものの位相をずらすだけで実施可能となる。
【００２８】
図３〜図６は本発明の第２実施形態を示すものであって、図３は上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図４は格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図５は位相をずらした上下の円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図６は位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。なお、図１〜図２に示した第１実施形態と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。また、図３と図５は、図２と同様に、円板カッタの上下位置を離して示すと共に、円周面を水平な平面に展開して示し、図４と図６は、図１と同様に、実際には展開後の格子体を示すものである。
【００２９】
本実施形態も、第１実施形態と同様に、鉛蓄電池の極板に用いる格子体について説明すると共に、ロータリ方式のエキスパンダの上下の円板カッタ１，１によって鉛シート２からこの格子体を製造する方法について説明する。本実施形態は、図３に示すように、上下に対向させた円板カッタ１，１の平坦面１ｂの長さを相違させた場合について示す。即ち、本実施形態では、下方に配置した円板カッタ１の平坦面１ｂの円周方向の長さＬｄを、上方に配置した円板カッタ１の平坦面１ｂの長さＬｕよりも長く形成している。また、これに伴い、結節部溝１ｃが平坦面１ｂに開口する幅も、下方の円板カッタ１の方が長くなる。ただし、この下方の円板カッタ１は、凸部１ａの円周方向の長さを短くすることにより、平坦面１ｂの円周上での形成ピッチを上方の円板カッタ１と等しくなるようにしている。また、下方の円板カッタ１の平坦面１ｂの全長の丁度中央で上方の円板カッタ１の平坦面１ｂが重なり合うように、位相も一致させて配置している。
【００３０】
上記上下の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、上下の結節部溝１ｃ，１ｃの幅に差があるので、上方の円板カッタ１の結節部溝１ｃの短い幅と同じ長さの結節部２ｃしか形成されない。しかも、図４に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の幅方向の一方側では、平坦面１ｂが短い上方の円板カッタ１の凸部１ａによって下方に押される２本の桟２ｂ（図示手前側）が結節部２ｃの基端部から直ちに下方に向けて屈曲するのに対して、平坦面１ｂが長い下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される２本の桟２ｂ（図示奥側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端で上方に向けて屈曲することになる。
【００３１】
上記格子体を鉛シート２の幅方向に引き広げて展開すると、結節部２ｃから引出部２ｄを介して引き出され屈曲する２本の桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの引出部２ｄ全体に分散されるので、展開後も引出部２ｄはほぼ長手方向に引き出された状態を保つことができるようになる。このため、引出部２ｄの先で屈曲する２本の桟２ｂは、展開時に大きな歪みやクラックが生じないので、電解液による腐食が起こり難くなり、鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、上下の円板カッタ１，１の位相を一致させる場合について説明したが、この位相をずらすこともできる。例えば図５に示すように、下方の円板カッタ１の位相を進めて、結節部溝１ｃ，１ｃの後方側の端が上下で一致するように配置すれば、図６に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の前方側で、平坦面１ｂが長い下方の円板カッタ１の凸部１ａによって上方に押される桟２ｂ（図示右奥側）が、結節部２ｃから長手方向に沿って前方に引き出された引出部２ｄの先端で上方に向けて屈曲することになる。そして、この桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、各結節部２ｃごとに１本ずつではあるが、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００３３】
図７〜図１４は本発明の第３実施形態を示すものであって、図７は上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図８は格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図９は結節部溝を片寄せて上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図１０は結節部溝を片寄せた円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図１１は結節部溝を片寄せる方向を逆にして上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図１２は結節部溝を片寄せる方向を逆にした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図、図１３は位相をずらした上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図、図１４は位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。なお、図１〜図６に示した第１と第２の実施形態と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。また、図７と図９と図１１と図１３は、図２等と同様に、円板カッタの上下位置を離して示すと共に、円周面を水平な平面に展開して示し、図８と図１０と図１２と図１４は、図１等と同様に、実際には展開後の格子体を示すものである。
【００３４】
本実施形態も、第１と第２の実施形態と同様に、鉛蓄電池の極板に用いる格子体について説明すると共に、ロータリ方式のエキスパンダの上下の円板カッタ１，１によって鉛シート２からこの格子体を製造する方法について説明する。本実施形態は、図７に示すように、平坦面１ｂの長さＬｗを結節部溝１ｃの幅Ｌｎよりも長くした場合について示す。特に図７では、結節部溝１ｃが平坦面１ｂの全長Ｌｗの中央部分にのみ幅Ｌｎ（Ｌｎ＜Ｌｗ）で開口する円板カッタ１を用いている。また、この図７では、上下の円板カッタ１，１は、位相を一致させて配置される。
【００３５】
上記上下の円板カッタ１，１の間を鉛シート２が通過すると、従来と同様に、上下の結節部溝１ｃ，１ｃが一致して重なることにより、この結節部溝１ｃの幅Ｌｎと同じ長さの結節部２ｃが形成されるが、この結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂは、それぞれの端部が結節部溝１ｃの開口していない平坦面１ｂに押されるので、図８に示すように、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端でそれぞれ上下方向に向けて屈曲することになる。
【００３６】
上記格子体を鉛シート２の幅方向に引き広げて展開すると、結節部２ｃから引出部２ｄを介して引き出され屈曲する４本の桟２ｂに加わる引っ張り応力がこの引出部２ｄ全体に分散されるので、展開後も引出部２ｄはほぼ長手方向に引き出された状態を保つことができるようになる。このため、４本の桟２ｂが結節部２ｃに繋がる全ての基端部で展開時に大きな歪みやクラックが生じないので、電解液による腐食が起こり難くなり、鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を著しく低減することができるようになる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、結節部溝１ｃを平坦面１ｂの中央で開口させた場合について説明したが、図９に示すように、結節部溝１ｃを平坦面１ｂの一方の端に寄せて開口させることもできる。この場合も、上下の結節部溝１ｃ，１ｃが一致して重なることにより、この結節部溝１ｃの幅Ｌｎと同じ長さの結節部２ｃが形成されるが、図１０に示すように、結節部２ｃにおける鉛シート２の長手方向の一方側では、結節部溝１ｃが開口する平坦面１ｂの端から直ぐに突設される凸部１ａによって上下方向に押される２本の桟２ｂ（図示右側）が結節部２ｃの基端部から直ちに上下方向に向けて屈曲するのに対して、結節部溝１ｃが開口しない平坦面１ｂの端によって上下方向に押される２本の桟２ｂ（図示左側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って後方に引き出された引出部２ｄの先端で上下方向に向けて屈曲することになる。そして、この２本の桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００３８】
また、図１１に示すように、平坦面１ｂの端に寄せて開口される結節部溝１ｃを上下の円板カッタ１で前後逆の端に形成することもできる。ただし、上下の円板カッタ１は、逆向きに回転するので、図９に示した円板カッタ１は、上下で異なる形状のものを使用することになるが、この図１１の場合は、上下で同じ形状の円板カッタ１を使用することができ、部品の共通化を図ることができる。この場合は、上下の結節部溝１ｃ，１ｃがずれるので、これらが重なり合う部分だけで結節部２ｃが形成される。また、図１２に示すように、結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂが全て、結節部溝１ｃが開口する平坦面１ｂと結節部溝１ｃが開口しない平坦面１ｂとによって上下方向から押されるので、それぞれ結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端で上下方向に向けて屈曲することになる。そして、これら４本の桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を著しく低減することができるようになる。
【００３９】
また、図１３に示すように、平坦面１ｂの端に寄せて開口される結節部溝１ｃを上下の円板カッタ１で前後逆の端に形成するとともに、これら上下の結節部溝１ｃ，１ｃが一致して重なるように位相をずらすこともできる。この場合も、上下の平坦面１ｂ，１ｂはずれるが、結節部溝１ｃ，１ｃは一致して重なり、この結節部溝１ｃの幅Ｌｎと同じ長さの結節部２ｃが形成される。また、図１４に示すように、結節部２ｃに繋がる４本の桟２ｂのうち、対角方向の２本の桟２ｂ（図示左手奥側と右手前側）は、上下の凸部１ａに押されて結節部２ｃの基端部から直ちに上下方向に向けて屈曲するのに対して、結節部溝１ｃが開口しない平坦面１ｂの端によって上下方向に押される残り２本の桟２ｂ（図示左手前側と右奥側）は、結節部２ｃから鉛シート２の長手方向に沿って前後方向に引き出された引出部２ｄの先端で上下方向に向けて屈曲することになる。そして、これらら２本の桟２ｂに展開時に加わる引っ張り応力が引出部２ｄ全体に分散されることにより、電解液による腐食によって鉛蓄電池の使用時に桟２ｂが破断する可能性を低減することができるようになる。
【００４０】
また、上記第１〜第３実施形態では、上下の円板カッタ１，１の位相をずらしたり、上下の平坦面１ｂ，１ｂの長さを相違させたり、この円板カッタ１の平坦面１ｂの長さを結節部溝１ｃの幅よりも長くする組み合わせを種々示したが、結節部２ｃに繋がる少なくとも１本の桟２ｂが引出部２ｄを介して屈曲するような形状となるものであれば、これ以外の他の組み合せの円板カッタ１，１を用いることもできる。例えば上下の平坦面１ｂ，１ｂの長さを相違させると共に、上下双方又はいずれか一方の結節部溝１ｃの幅をこの平坦面１ｂの長さより短くすることもでき、これに加えて上下の円板カッタ１，１の位相をずらすこともできる。
【００４１】
また、上記第１〜第３実施形態では、説明を簡単にするために、上下の円板カッタ１，１の間に鉛シート２を通すことにより格子体を製造する場合について説明したが、このような円板カッタ１を組み合わせた円板カッタロールの配置は任意であり、２本の円板カッタロールを対向させた間に鉛シート２を通す場合に限らず、３本以上の円板カッタロールを鉛シート２の搬送経路上に配置することにより格子体を製造することもできる。
【００４２】
また、上記第１〜第３実施形態では、鉛シート２を加工して鉛蓄電池の極板に用いる格子体を製造する場合について説明したが、鉛シート２以外の金属シートを加工して、他の電池の極板用の格子体を製造する場合にも、本発明を同様に実施することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池極板用格子体によれば、桟が結節部から引き出されたほぼ真っ直ぐな引出部の先で屈曲するので、この桟が腐食し易くなって破断するのを防止することができるようになる。
【００４４】
また、本発明の電池極板用格子体の製造方法によれば、桟を結節部からほぼ真っ直ぐに引き出された引出部の先で屈曲させることにより、製造した格子体の桟が腐食し易くなるのを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであって、格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すものであって、上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示すものであって、上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すものであって、格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示すものであって、位相をずらした上下の円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示すものであって、位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示すものであって、上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示すものであって、格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せて上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せた円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せる方向を逆にして上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態を示すものであって、結節部溝を片寄せる方向を逆にした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態を示すものであって、位相をずらした上下に配置した円板カッタの重なり合う部分を拡大して模式的に示す部分拡大模式図である。
【図１４】本発明の第３実施形態を示すものであって、位相をずらした円板カッタにより製造された格子体の結節部付近を拡大して示した部分拡大斜視図である。
【図１５】従来例を示すものであって、円板カッタとこの円板カッタの周縁部の構成を示す正面図である。
【図１６】従来例を示すものであって、ロータリ方式のエキスパンダにおける円板カッタによる鉛シートへのスリットの形成工程を示す正面図である。
【図１７】従来例を示すものであって、ロータリ方式のエキスパンダにおける円板カッタの配置を示す部分拡大縦断面側面図である。
【図１８】従来例を示すものであって、鉛シートにスリットを形成し展開した格子体の部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１ 円板カッタ
１ａ 凸部
１ｂ 平坦面
１ｃ 結節部溝
２ 鉛シート
２ａ スリット
２ｂ 桟
２ｃ 結節部
２ｄ 引出部
Claims (5)
- 長手方向に沿った切り込みからなるスリットが金属シートに多数千鳥状に形成され、この金属シートを幅方向に引き広げてこれらのスリットを展開することにより、長手方向に隣接する各スリット間で構成される結節部を、幅方向に隣接する各スリット間で構成される、斜め方向に屈曲して引き出された４本の桟によって繋げ格子状とした電池極板用格子体において、
各結節部に繋がる４本の桟のうちの少なくとも１本が、この結節部からほぼ長手方向に引き出された引出部を介して所定斜め方向に屈曲していることを特徴とする電池極板用格子体。 - 円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、
金属シートの両側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部を、双方の間で位相をずらして配置したことを特徴とする電池極板用格子体の製造方法。 - 円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、
金属シートの一方の側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部の周方向の長さを、金属シートの他方の側に配置した円板カッタロールのものよりも長く形成したことを特徴とする電池極板用格子体の製造方法。 - 円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、
金属シートの両側又は片側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの結節部溝を平坦部における周方向の全長の一部にのみ開口させたことを特徴とする電池極板用格子体の製造方法。 - 円板の周側面に、外周側に向けて山形に突出する凸部と円周面乃至平面からなる平坦面とが、周方向に沿って交互に形成されると共に、円板の両面で互い違いとなる１つおきの平坦面に外周端が開口する結節部溝が、この円板の両面の周縁部にそれぞれ形成された円板カッタを複数枚同軸上に間隔を開けて配置して回転させ、これら円板カッタを複数枚配置回転させた２本の円板カッタロールを、各円板カッタの凸部がこれら円板カッタの間隙に嵌まるように対向させた間に金属シートを通すことにより、この金属シートに長手方向に沿った切り込みからなるスリットを形成する電池極板用格子体の製造方法において、
金属シートの両側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部を、双方の間で位相をずらして配置する設定と、
金属シートの一方の側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの平坦部の周方向の長さを、金属シートの他方の側に配置した円板カッタロールのものよりも長く形成する設定と、
金属シートの両側又は片側に配置した円板カッタロールの各円板カッタの結節部溝を平坦部における周方向の全長の一部にのみ開口させる設定のうちのいずれか２種類以上の設定を行ったことを特徴とする電池極板用格子体の製造方法。
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