JP4403772B2 - 鉛蓄電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、鉛蓄電池の製造方法に関するものである。
鉛蓄電池は安価で信頼性の高い電池として、自動車用バッテリや無停電電源装置などのさまざまな用途に用いられている。これらの鉛蓄電池のなかで制御弁式鉛蓄電池は、補水が不要であるという特徴があるために、近年、無停電電源装置などの用途として需要が増加している。
従来から使用されている比較的大型の制御弁式鉛蓄電池は、一般には図５に示されるような内部構造をしている。
すなわち、図４に示されるように、複数枚の電極板（正極板、負極板）をセパレータを介して積層をした後に、それぞれの平板状をした耳部9を櫛歯12で挟み込み、その上に極柱部品18を置いて、作業者が足し鉛13を例えばバーナ3などで加熱し、溶解・凝固をさせて一体化し、極柱8及びストラップ6を形成していた。そして、図５に示されるように、ストラップ6と極柱8を有する極板群を電槽4に挿入した後に、その上部に溶着などで蓋5を取りつけて密閉して製造していた（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、図４に示されるような足し鉛13を、例えばバーナ3などで加熱し、溶解をさせながら極柱8及びストラップ6を形成する手法では、作業性が悪いことや、ストラップ6の厚みにバラツキが生じやすいという問題点が認められていた。
特に、ストラップ6の厚みにバラツキが生じて、ストラップ6の厚みが部分的に薄くなると、大電流で放電をした場合には、抵抗発熱によってストラップ6の薄い部分が溶解するという問題点が認められている。
本発明の目的は、上記した課題を解決するものであり、溶接時の作業性に優れており、ストラップ厚みのバラツキが少ない鉛蓄電池の製造方法を提供することである。
上記した課題を解決するために、本発明に係わる鉛蓄電池の製造方法は、極柱部品と耳挿入穴部を有する鉛部品とを用いるとともに、耳挿入穴部と電極の耳部とを嵌合させた状態で加熱し、溶接をして極柱及びストラップを形成するものである。
すなわち、請求項１の発明は、複数枚の電極板をセパレータを介して積層をした後に、前記電極板の耳部を櫛歯に挟み込み、溶接をして極柱及びストラップを形成する鉛蓄電池の製造方法において、
鉛を主成分とする極柱部品と、
耳挿入穴部の厚み方向略中央部分には、開口部方向に突部が形成されている鉛部品を用い、
前記耳挿入穴部が前記耳部に嵌合されている状態で、
前記極柱部品、前記鉛部品及び前記耳部を加熱・溶解し、溶接して、極柱及びストラップを形成することを特徴とするものである。
鉛を主成分とする極柱部品と、
耳挿入穴部の厚み方向略中央部分には、開口部方向に突部が形成されている鉛部品を用い、
前記耳挿入穴部が前記耳部に嵌合されている状態で、
前記極柱部品、前記鉛部品及び前記耳部を加熱・溶解し、溶接して、極柱及びストラップを形成することを特徴とするものである。
請求項２の発明は、複数枚の電極板をセパレータを介して積層をした後に、前記電極板の耳部を櫛歯に挟み込み、溶接をして極柱及びストラップを形成する鉛蓄電池の製造方法において、
鉛を主成分とし、耳挿入穴部の厚み方向略中央部分には、開口部方向に突部が形成されている極柱付鉛部品を用い、
前記耳挿入穴部が前記耳部に嵌合されている状態で、
前記極柱付鉛部品及び前記耳部を加熱・溶解し、溶接して、極柱及びストラップを形成することを特徴とするものである。
鉛を主成分とし、耳挿入穴部の厚み方向略中央部分には、開口部方向に突部が形成されている極柱付鉛部品を用い、
前記耳挿入穴部が前記耳部に嵌合されている状態で、
前記極柱付鉛部品及び前記耳部を加熱・溶解し、溶接して、極柱及びストラップを形成することを特徴とするものである。
本発明に係わる鉛蓄電池の製造方法を用いると、溶接時の作業性に優れており、ストラップ厚みのバラツキが少ない鉛蓄電池の製造方法を提供することができるために、工業上極めて優れたものである。
本発明に係わる鉛蓄電池の製造方法は、後述する実施例において詳細に示すように、極柱部品18と耳部9の位置に対応させて形成した耳挿入穴部2を有する鉛部品1を用いるものである。そして、電極の耳部9に鉛部品1の耳挿入穴部2を挿入し、耳挿入穴部2と耳部9とを嵌合させた状態で、極柱部品18とともに加熱し、溶接をして、極柱8とストラップ6とを一体化して形成するものである。
以下において、本発明に係わる一実施例について図１〜３を用いて詳細に説明する。
１．鉛部品1の作製
本発明では、図１に示されるような耳挿入穴部2を有する鉛部品1を、ブックモールド方式で鋳造して用いることを特徴としている。すなわち、約２００℃に加熱した、掘り込みのある２枚の鉄鋼製の鋳型を対向させた状態で、鉛を主成分とする合金の溶湯を注ぎ込み、凝固させ、離型して図１に示されるような鉛部品1を作製した。
１．鉛部品1の作製
本発明では、図１に示されるような耳挿入穴部2を有する鉛部品1を、ブックモールド方式で鋳造して用いることを特徴としている。すなわち、約２００℃に加熱した、掘り込みのある２枚の鉄鋼製の鋳型を対向させた状態で、鉛を主成分とする合金の溶湯を注ぎ込み、凝固させ、離型して図１に示されるような鉛部品1を作製した。
耳挿入穴部2は、図２及び図３に示されるように電極板の耳部9と嵌合される部分である。さらに、図１に示されるように、鉛部品1の厚み方向の略中央部分には、外側方向に向けて凸状をした突部11を設けるようにした。すなわち、耳挿入穴部2の表面部分の面積が、中央部分の面積よりも大きくなるようにした。ここで、鉛部品1の厚み方向の略中央部分に突部11を設けることによって、鋳型からの離型が容易になるとともに、耳挿入穴部2に電極板の耳部9を挿入しやすくすることができる。
２．溶接
本発明に係わるストラップ6及び極柱8の形成方法について図２、３を用いて詳細に説明する。
図３に示されるように、従来の手法で複数枚の電極板（正極板、負極板）をセパレータを介して積層をした後に、それぞれ電極板の耳部9に櫛歯12を挟み込む。そして、櫛歯12には鉛を主成分とする極柱部品18を置き、平板状をした耳部9には上方から本発明に係わる鉛部品1を嵌合させる（図３（ａ））。
２．溶接
本発明に係わるストラップ6及び極柱8の形成方法について図２、３を用いて詳細に説明する。
図３に示されるように、従来の手法で複数枚の電極板（正極板、負極板）をセパレータを介して積層をした後に、それぞれ電極板の耳部9に櫛歯12を挟み込む。そして、櫛歯12には鉛を主成分とする極柱部品18を置き、平板状をした耳部9には上方から本発明に係わる鉛部品1を嵌合させる（図３（ａ））。
そして、極柱部品8、耳部9及び鉛部品1をバーナ3やＴｉｇなどによって上方から加熱して溶解させる（図３（ｂ））。ここで、図３（ｂ）に示すように、例えばバーナ3を用いて、極柱部品18、耳部9及び鉛部品1の嵌合部分を加熱して、これらを溶接するようにした。
そして、バーナ3を遠ざけて溶接部を冷却して凝固させた後に、耳部9に挟み込んだ櫛歯12を取り外すことによって、極柱8を有するストラップ6が形成されるようにした（図３（ｃ））。
ここで、図１に示されるように、鉛部品1の厚み方向の略中央部分には、耳挿入穴部2に向けて外側に凸状をした突部11を設けると、耳部9や鉛部品1の溶解がスムーズになり、短時間で嵌合部分を溶接できることがわかった。すなわち、本発明に係わる鉛部品1を用いると、溶接時の作業性を向上させることができる。加えて、詳細なデータは示されていないが、本発明に係わる鉛部品1を用いると、ほぼ一定の速度でバーナ3を移動させるような比較的単純な手法を用いても、厚みのバラツキが少ないストラップ6を形成することができた。
なお、ストラップ6の厚みのバラツキが少ない詳細は不明ではあるが、鉛部品1と耳部9との間に、すきま14が形成されていることによって、この部分が加熱しやすくなるとともに、溶解した鉛合金が重力によって、自然にすきま14の部分に流れ込むためと考えられる（図２（ｂ））。
さらに、図２（ｃ）に示されるように、耳部9と鉛部品1との嵌合部分のうちで、バーナ3による加熱時間や加熱熱量を調整することによって、鉛部品1の突部11よりも上方の部分のみを溶接することもできる。そして、図２（ｃ）に示されるような溶接をすると、図５に示すような制御弁式鉛特電池を作製して長期間の運転をした場合でも、耳部9と鉛部品1との界面での腐食が少なくなることが分かった。この詳細な理由については不明であるが、この溶接方式は、大電流での放電が要求されない用途の鉛蓄電池に用いることができる。
加えて、鋳造時において、図６に示されるような、鉛部品1と極柱部品18とを合体させた構造の極柱付鉛部品19を用いることによって、櫛歯12にセットする際の工程を省くことができる。また、これらが合体されているために、図３の場合のように、鉛部品1と極柱部品18との溶接状態に特別の注意を払う必要がない。したがって、耳部9との溶接をしやすくすることができる（図６（ａ））。なお、詳細な説明は省略したが、極柱付鉛部品19の耳挿入部2の形状等は上記した図１に示すようになっており、この場合の溶接工程も上述した図２とほぼ同様に行うことができる。
上述した実施例では、本発明を制御弁式鉛蓄電池に用いた場合について示したが、自動車用バッテリなどの液式の鉛蓄電池にも同様に用いることができる。
（ａ）平面図
（ｂ）Ａ−Ａ断面図
（ｃ）Ｂ−Ｂ断面図
本発明に係わる鉛部品を用いた溶接工程の断面概略図である。
本発明に係わる鉛部品を用いた溶接工程の概略図である。
従来の溶接工程の概略図である。
制御弁式鉛蓄電池の切欠き断面斜視図である。
本発明に係わる極柱付鉛部品を用いた溶接工程の概略図である。
（ｂ）Ａ−Ａ断面図
（ｃ）Ｂ−Ｂ断面図
１：鉛部品、２：耳挿入穴部、３：バーナ、４：電槽、５：蓋、６：ストラップ、
７：端子、８：極柱、９：耳部、１０：安全弁部、１１：突部、１２：櫛歯、
１３：足し鉛、１４：すきま、１８：極柱部品、１９：極柱付鉛部品
７：端子、８：極柱、９：耳部、１０：安全弁部、１１：突部、１２：櫛歯、
１３：足し鉛、１４：すきま、１８：極柱部品、１９：極柱付鉛部品
Claims (2)
- 複数枚の電極板をセパレータを介して積層をした後に、前記電極板の耳部を櫛歯に挟み込み、溶接をして極柱及びストラップを形成する鉛蓄電池の製造方法において、
鉛を主成分とする極柱部品と、
耳挿入穴部の厚み方向略中央部分には、開口部方向に突部が形成されている鉛部品を用い、
前記耳挿入穴部が前記耳部に嵌合されている状態で、
前記極柱部品、前記鉛部品及び前記耳部を加熱・溶解し、溶接して、極柱及びストラップを形成することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。 - 複数枚の電極板をセパレータを介して積層をした後に、前記電極板の耳部を櫛歯に挟み込み、溶接をして極柱及びストラップを形成する鉛蓄電池の製造方法において、
鉛を主成分とし、耳挿入穴部の厚み方向略中央部分には、開口部方向に突部が形成されている極柱付鉛部品を用い、
前記耳挿入穴部が前記耳部に嵌合されている状態で、
前記極柱付鉛部品及び前記耳部を加熱・溶解し、溶接して、極柱及びストラップを形成することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
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