JP4553133B2 - 鉛蓄電池のストラップ成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉛蓄電池のストラップを成形する方法に関するものである。

鉛蓄電池においては、複数枚の正極板及び負極板をセパレータを介して積層して極板群を構成した後、該極板群に含まれる複数の正極板のそれぞれの上端に形成された極板耳部と正極端子を構成する極柱とを接続する正極ストラップと、複数の負極板のそれぞれの上端に形成された極板耳部と負極端子を構成する極柱とを接続する負極ストラップとを成形している。

ストラップを成形する方法として、複数の極板の上端にそれぞれ形成された複数の極板耳部のストラップに接続される部分と極柱の下部とをストラップ成形用の金型内に挿入して、該金型内に溶融鉛を注入する方法が行なわれている。

金型内に注入する溶融鉛を得る方法としては、特許文献１に示されているように、金型の上方を移動する足し鉛にＬＰＧ−酸素バーナーの火炎を接触させることにより溶融鉛を得る方法と、特許文献２に示されているように、金型内に挿入された極板耳部の上に置いた直方体状の鉛（置き鉛と呼ばれる）に、金型の上方を移動するＬＰＧ−酸素バーナーの火炎を接触させて、該置き鉛を溶融させることにより溶融鉛を得る方法とが知られている。本発明では、これらの方法のうち、後者の方法により得た溶融鉛を金型内に供給してストラップを成形するストラップ成形方法を対象とする。

置き鉛にバーナーの火炎を接触させることにより得た溶融鉛を金型内に供給してストラップを成形するストラップ成形方法は、以下の過程を行なうことにより実施される。
（ａ）一方向に並ぶ互いに平行な複数の耳部導入用スリットが形成された櫛歯形の底部を有するストラップ成形用凹部を備えたストラップ成形用金型を用意して、複数の極板のそれぞれの上端に形成された複数の極板耳部を該金型の複数の耳部導入用スリットを通してストラップ成形用凹部内に導入した状態にする過程。
（ｂ）ストラップ成形用凹部内に極柱の下部を挿入する過程。
（ｃ）耳部導入用スリットの並設方向に長手方向を向けた板状の置き鉛をストラップ成形用凹部内に導入された複数の極板耳部の上に載せる過程。
（ｄ）バーナーの火炎を置き鉛の幅方向に所定の振幅で揺動させながら該置き鉛の長手方向の一端側から他端側に所定の移動速度で移動させて、該バーナーの火炎を置き鉛に上方から接触させることにより置き鉛を溶融させ、溶融した鉛をストラップ成形用凹部内に供給する過程。
特開昭６１−１５３９４５号公報 実願昭６３−１０９９９号（実開平１−１１５１６３号）の全文公開公報

置き鉛にバーナーの火炎を接触させて溶融鉛を得るストラップの成形方法においては、容積が大きい極柱が配置されている領域を火炎が通過する際に、他の領域を通過する際に必要とする熱量よりも大きな熱量を置き鉛に与える必要がある。

従来のこの種の方法では、火炎を置き鉛の単位長さ部分に接触させる時間を、極柱が配置された領域で十分な熱量を与えるのに必要な長さに設定して、置き鉛の単位長さ部分に火炎を接触させる時間を置き鉛の全長に亘ってほぼ均一に設定していた。すなわち、置き鉛の長手方向への火炎の移動速度を、極柱が配置された領域で置き鉛に十分な熱量を与えるために必要な大きさに設定して、置き鉛の長手方向の全域に亘って、火炎の移動速度を設定速度（一定）に保つようにしていた。

ところが、上記のように置き鉛に接触させる火炎の移動速度を一定に保つようにした場合には、極柱が配置されていない領域、特に火炎が接触し始める側の置き鉛の一端側で火炎から与えられる熱エネルギが過剰になり、火炎からの熱を最初に受ける先頭の極板耳部を加熱し過ぎて該先頭の極板耳部が溶融し、焼失してしまうことがあった。先頭の極板耳部が焼失すると、該先頭の極板耳部が設けられていた極板とストラップとの間の電気的な接続を行なうことができなくなるため、得られた極板群は不良品となってしまう。このような問題が生じないようにするために、火炎の移動速度を速めに設定すると、極柱が配置された領域で置き鉛に与えられる熱エネルギが不足して極柱とストラップとの接続に欠陥が生じるという問題が起る。これらの問題を生じさせないようにするためには、先頭の極板耳部が火炎から与えられる大きな熱エネルギにより溶けてしまうことがないように、極板耳部の厚さを必要以上に厚くしておかなければならないという不都合があった。

また従来のストラップ成形方法では、長手方向に沿って均一な幅寸法を有するとともに、幅方向の両端の端面が直角に切り落とされた形の直方体状の（横断面形状が長方形を呈する矩形板状の）置き鉛を用いていたため、極柱が配置された領域で置き鉛の上面と極柱との間の距離が短くなるのを避けられなかった。そのため、バーナーの火炎が極柱の側方で揺動する過程で該火炎が置き鉛の幅方向の端部に接近したときに、該火炎が極柱に直接接触して極柱を溶かしてしまうという問題があった。極柱にバーナーの火炎が直接当たると極柱が溶かされて変形し、その機械的な強度が低下するため、好ましくない。

本発明の主な目的は、極柱とストラップとの接続部に欠陥を生じさせることなく、かつバーナーの火炎が接触し始める置き鉛の長手方向の一端側で極板耳部に与えられる熱エネルギが過剰になって、最初に熱が与えられる先頭の極板耳部が溶融させられるといった問題を生じさせることなく、極板耳部と極柱とに正常に接続されたストラップを容易に得ることができる鉛蓄電池のストラップ成形方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、バーナーの火炎が極柱の近傍を通過する際に該火炎が極柱に直接接触するのを防いで、極柱を溶融変形させることなくストラップを成形することができるようにした鉛蓄電池のストラップ成形方法を提供することにある。

本発明は、一方向に並ぶ互いに平行な複数の耳部導入用スリットが形成された櫛歯形の底部を有するストラップ成形用凹部を備えたストラップ成形用金型を用意して、複数の鉛蓄電池用極板のそれぞれの上端に形成された複数の極板耳部を前記複数の耳部導入用スリットを通して前記ストラップ成形用凹部内に導入した状態にする過程と、ストラップ成形用凹部内に極柱の下部を挿入する過程と、複数の耳部導入用スリットの並設方向に長手方向を向け、耳部導入用スリットの並設方向と直角な方向に幅方向を向けた板状の置き鉛をストラップ成形用凹部内に導入された複数の極板耳部の上に載せる過程と、バーナーの火炎を置き鉛の幅方向に所定の振幅で揺動させながら該置き鉛の長手方向の一端側から他端側に所定の移動速度で移動させて、該バーナーの火炎を置き鉛に上方から接触させることにより置き鉛を溶融させる過程とを行ない、溶融した鉛をストラップ成形用凹部内に充填することにより複数の極板耳部と極柱とを相互に接続するストラップを成形する鉛蓄電池のストラップ成形方法を対象とする。

本発明においては、バーナーの火炎が極柱の側方を通過する際の火炎の移動速度を、バーナーの火炎が他の領域を通過する際の火炎の移動速度よりも遅くするように、置き鉛の長手方向への火炎の移動速度を制御する。

上記のように、バーナーの火炎が極柱の側方を通過する際の火炎の移動速度を、バーナーの火炎が他の領域を通過する際の火炎の移動速度よりも遅くすると、極柱が配置されていない領域で火炎から置き鉛に与えられる熱エネルギを、極板耳部が溶融しない程度に少なくしても、極柱が配置されている領域で置き鉛に十分な量の熱エネルギを与えることができるため、極柱とストラップとの接続部に欠陥を生じさせることなく、かつバーナーの火炎が接触し始める置き鉛の長手方向の一端側で極板耳部に与えられる熱エネルギが過剰になって、最初に熱が与えられる先頭の極板耳部が溶融させられるといった問題を生じさせることなく、極板耳部と極柱とに正常に接続されたストラップを容易に得ることができる。

本発明の好ましい態様では、前記置き鉛が、少なくとも極柱の側方に配置される部分の側面に、該置き鉛の上面の幅方向端縁から下方に向うに従って極柱に近づいていく向きの傾斜面を有している。

上記のように、置き鉛の側面に傾斜面を設けておくと、置き鉛の上面の極柱側の幅方向端縁と極柱との間に隙間を形成することができるため、火炎が置き鉛の幅方向に揺動する過程で火炎が極柱に直接接触して極柱を溶融させるのを防ぐことができ、極柱を変形させることなくストラップを形成することができる。

なお置き鉛の側面の傾斜面は、少なくとも極柱に対向する部分に設ければよいが、置き鉛の側面全体に同様の傾斜面を設けるようにしても良いのはもちろんである。置き鉛の側面全体に同様の傾斜面を設けるようにすると、置き鉛の横断面の形状が置き鉛の長手方向の全体に亘って均一になるため、置き鉛の製造を容易にすることができる。

本発明の他の好ましい態様では、ストラップ成形用凹部の長手方向の一端側に位置する置き鉛の端部とストラップ成形用凹部の長手方向の一端に最も近い位置に配置された極板耳部との間の距離が、ストラップ成形用凹部の長手方向の他端側に位置する置き鉛の端部とストラップ成形用凹部の長手方向の他端に最も近い位置に配置された極板耳部との間の距離よりも長く設定される。

このように設定しておくと、火炎が置き鉛に接触し始めてから、先頭の極板耳部の位置に達するまでの間に、熱エネルギが相当量の置き鉛を溶融させるために使われ、置き鉛の一端に最も近い位置に配置された先頭の極板耳部にいきなり過剰な熱エネルギが与えられることがなくなるため、先頭の極板耳部が溶かされて消失するといった問題を生じさせることなくストラップを成形することができる。

本発明の他の好ましい態様では、バーナーの火炎が極柱の側方を通過する際の火炎の揺動の振幅をバーナーの火炎が他の領域を通過する際の火炎の揺動の振幅よりも大きく設定する。

このようにバーナーの移動を制御すると、バーナーの火炎が極柱の側方を通過する際の火炎の移動速度を、バーナーの火炎が他の領域を通過する際の火炎の移動速度よりも遅くする制御を容易に行なわせることができる。

以上のように、本発明によれば、バーナーの火炎が極柱の側方を通過する際の火炎の移動速度を、バーナーの火炎が他の領域を通過する際の火炎の移動速度よりも遅くするように、ストラップ成形用凹部の長手方向への火炎の移動速度を制御するので、極柱が配置されていない領域で火炎から置き鉛に与えられる熱エネルギを、極板耳部が溶融しない程度に少なくしても、極柱が配置されている領域で置き鉛に十分な量の熱エネルギを与えることができる。従って、極柱とストラップとの接続部に欠陥を生じさせることなく、かつバーナーの火炎が接触し始める置き鉛の長手方向の一端側で極板耳部に与えられる熱エネルギが過剰になって、最初に熱が与えられる先頭の極板耳部が溶融させられるといった問題を生じさせることなく、極板耳部と極柱とに正常に接続された高品質のストラップを容易に得ることができるという利点が得られる。

また本発明において、置き鉛の少なくとも極柱の側方に配置される部分の側面に、該置き鉛の上面の幅方向端縁から下方に向うに従って極柱に近づいていく向きの傾斜面を設けた場合には、置き鉛の上面の極柱側の幅方向端縁と極柱との間に相当の隙間を形成することができるため、火炎が置き鉛の幅方向に揺動する過程で火炎が極柱に直接接触して極柱を溶融させるのを防いで、極柱を変形させることなくストラップを形成することができる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係わるストラップ成形方法を実施するために用いる装置の構成を概略的に示したもので、同図において１はストラップ成型用金型、２はＬＰＧ−酸素バーナー、３は鉛蓄電池の極板群、４は極柱、５は置き鉛である。

極板群３は、負極板３０１，３０１，…と、正極板３０２，３０２，…とを交互に並べて配置して隣り合う負極板と正極板との間にセパレータを介在させたものである。負極板３０１，３０１，…及び正極板３０２，３０２，…のそれぞれの幅方向端部の上端には極板耳部３０３，３０３，…が形成されている。図１においては、負極板３０１，３０１，…に設けられた極板耳部３０３，３０３，…のみが示されている。正極板３０２，３０２，…の極板耳部は、正極板３０２，３０２，…の図示しない幅方向端部側に設けられている。

ストラップ成形用金型１は、一方向に並ぶ互いに平行な複数の耳部導入用スリットｓ，ｓ，…が形成された櫛歯形の底部１０１を有するストラップ成形用凹部１０２を備えている。このような金型は特許文献２にも示されているように既に公知である。

置き鉛５は、ほぼ直方体状に形成された鉛の板からなっていて、本実施形態においては、図２（Ａ）に示したように、置き鉛５の幅方向の両側面に、該置き鉛の上面の幅方向の両端縁５ａ，５ａからそれぞれ下方に向かうに従って外側に突出していくように傾斜した上側傾斜面５Ａ，５Ａと、該置き鉛の下面の幅方向の両端縁５ｂ，５ｂから上方に向かうに従って外側に突出していくように傾斜した下側傾斜面５Ｂ，５Ｂとが形成されている。

ストラップを形成する際には、上記のようなストラップ成形用金型１を用意して、複数の鉛蓄電池用極板のそれぞれの上端に形成された複数の極板耳部３０３，３０３，…を複数の耳部導入用スリットｓ，ｓ，…を通してストラップ成形用凹部１０２内に導入した状態にする過程と、ストラップ成形用凹部１０２内に極柱４の下部を挿入する過程と、複数の耳部導入用スリットｓ，ｓ，…の並設方向に長手方向を向け、耳部導入用スリットの並設方向と直角な方向に幅方向を向けた板状の置き鉛５をストラップ成形用凹部１０２内に導入された複数の極板耳部３０３，３０３，…の上に載せる過程と、バーナー２の火炎２ａを置き鉛の幅方向に所定の振幅で揺動させながら該置き鉛５の長手方向の一端５０１側から他端５０２側に所定の移動速度で移動させて、バーナーの火炎２ａを置き鉛５に上方から接触させることにより置き鉛を溶融させる過程とを行ない、溶融した鉛をストラップ成形金型１の凹部１０２内に充填することにより複数の極板耳部３０３，３０３，…と極柱４とを相互に接続するストラップを成形する。

本発明においては、バーナーの火炎２ａが極柱４の側方を通過する際の火炎の移動速度を、該火炎が他の領域を通過する際の移動速度よりも遅くするように、置き鉛の長手方向（ストラップ成形用凹部の長手方向）への火炎２ａの移動速度を制御する。

ストラップを成形する際の火炎２ａの軌跡は、例えば図３に符号Ａで示した通りである。この例では、火炎２ａが退避位置から置き鉛５の長手方向の一端５０１に達するまでの間、該火炎を置き鉛５の長手方向に直線移動させる。火炎２ａが置き鉛５の長手方向の一端に達したときに置き鉛５の幅方向への火炎２ａの揺動を開始し、火炎を揺動させながら置き鉛５の長手方向に移動させる。火炎２ａが置き鉛５の長手方向の他端５０２に達した後は再び火炎２ａを直線移動させ、該火炎を置き鉛５から離れた退避位置まで移動させる。

本実施形態では、バーナーの火炎２ａが極柱４の側方を通過する際の火炎の揺動の振幅及び周波数をそれぞれバーナーの火炎２ａが他の領域を通過する際の火炎の揺動の振幅及び周波数よりも大きく設定することにより、バーナーの火炎２ａが極柱４の側方を通過する際の火炎の移動速度（置き鉛の長手方向への移動速度）を、該火炎が他の領域を通過する際の移動速度よりも遅くするようにしている。

上記のように、バーナーの火炎２ａが極柱４の側方を通過する際の火炎の移動速度を、バーナーの火炎が他の領域を通過する際の移動速度よりも遅くするように、置き鉛５の長手方向への火炎の移動速度を制御すると、極柱４が配置されていない領域で火炎から置き鉛５に与えられる熱エネルギを、極板耳部３０３，３０３，…が溶融しない程度に少なくしても、極柱が配置されている領域で置き鉛に十分な量の熱エネルギを与えることができる。従って、極柱４とストラップとの接続部に欠陥を生じさせることなく、かつバーナーの火炎２ａが接触し始める置き鉛の長手方向の一端５０１側で最初に熱が与えられる先頭の極板耳部３０３に与えられる熱エネルギが過剰になって、該先頭の極板耳部が溶融させられるといった問題を生じさせることなく、極板耳部３０３，３０３，…と極柱４とに正常に接続された高品質のストラップを容易に得ることができる。

図示の例では、置き鉛５の上側傾斜面５ａ，５ａの一方が、極板耳部３０３，３０３，…の上に載せられた置き鉛５の上面の幅方向の一端側の端縁５ａから下方に向うに従って極柱４に近づいていくように傾斜した傾斜面を構成する。置き鉛５にこのような傾斜面を設けておくと、その上面の幅方向端縁と極柱４との間に隙間ｇを形成することができるため、火炎２ａが置き鉛５の幅方向に揺動する過程で火炎が極柱４に直接接触して該極柱を溶融させるのを防ぐことができる。

また本実施形態では、ストラップ成形用凹部１０２の長手方向の一端側に位置する置き鉛５の端部５０１とストラップ成形用凹部１０２の長手方向の一端に最も近い位置に配置された先頭の極板耳部３０３との間の距離ｄ1が、ストラップ成形用凹部１０２ａの長手方向の他端側に位置する置き鉛５の端部５０２とストラップ成形用凹部の長手方向の他端に最も近い位置に配置された最後尾の極板耳部３０３との間の距離ｄ2よりも長く設定される。

このように設定しておくと、火炎２０が置き鉛５に接触し始めてから、先頭の極板耳部３０３の位置に達するまでの間に、熱エネルギが相当量の置き鉛を溶融させるために使われ、置き鉛５の一端側に最も近い位置に配置された先頭の極板耳部にいきなり過剰な熱エネルギが与えられることがなくなるため、先頭の極板耳部３０３が溶かされるのを防ぐことができる。従って極板耳部３０３の厚さを必要以上厚くしておく必要性をなくすことができ、鉛の使用量を節約することができる。本発明者は、極柱の側方の領域での火炎の移動速度及びそれ以外の領域での火炎の移動速度を適正に設定することにより、極板耳部３０３の厚さを薄くしても、先頭の耳部を溶かすことなく、ストラップを形成できることを実験により確認している。

上記の説明では、負極板に設けられた極板耳部を極柱に接続するストラップを成形する場合について述べたが、正極板に設けられた極板耳部を極柱に接続するストラップも同様にして成形することができる。

本発明で用いる置き鉛の好ましい形態は図２（Ａ）に示した例に限定されるものではない。例えば図２（Ｂ）に示すように、上面の幅方向の両端縁から下端縁に向けて連続して延びる傾斜面５Ａ′，５Ａ′を両側面に設けた置き鉛５を用いることもできる。

また図２（Ｃ）に示すように、図２（Ａ）に示した置き鉛の上面及び下面に肉抜き用の溝５Ｃ，５Ｃを更に形成した置き鉛５を用いることもできる。置き鉛をこのような形状にすると、置き鉛の実質的な体積を溝５Ｃ，５Ｃの深さにより調整できるため、ストラップを形成するために必要な鉛の量に応じて、置き鉛の体積を必要最小限に設定することができ、置き鉛を構成する鉛の量を節約することができる。

本発明に係わるストラップ成形方法を実施するために用いる装置の要部の構成を概略的に示した構成図である。 （Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ本発明に係わる方法で用いるのに適した置き鉛の異なる形状を示した要部の斜視図である。 本発明に係わるストラップ成形方法におけるＬＰＧ-酸素バーナーの動作の一例を説明するための説明図である。

符号の説明

１ ストラップ成型用金型
２ バーナー
３ 極板群
３０１ 負極板
３０２ 正極板
３０３ 極板耳部
４ 極柱
５ 置き鉛

Claims (4)

1. 一方向に並ぶ互いに平行な複数の耳部導入用スリットが形成された櫛歯形の底部を有するストラップ成形用凹部を備えたストラップ成形用金型を用意して、複数の鉛蓄電池用極板のそれぞれの上端に形成された複数の極板耳部を前記複数の耳部導入用スリットを通して前記ストラップ成形用凹部内に導入した状態にする過程と、前記ストラップ成形用凹部内に極柱の下部を挿入する過程と、前記複数の耳部導入用スリットの並設方向に長手方向を向け、前記耳部導入用スリットの並設方向と直角な方向に幅方向を向けた板状の置き鉛を前記ストラップ成形用凹部内に導入された複数の極板耳部の上に載せる過程と、バーナーの火炎を前記置き鉛の幅方向に所定の振幅で揺動させながら該置き鉛の長手方向の一端側から他端側に所定の移動速度で移動させて、該バーナーの火炎を置き鉛に上方から接触させることにより置き鉛を溶融させる過程とを行ない、溶融した鉛を前記ストラップ成形用凹部内に充填することにより前記複数の極板耳部と前記極柱とを相互に接続するストラップを成形する鉛蓄電池のストラップ成形方法において、
   前記バーナーの火炎が前記極柱の側方を通過する際の前記火炎の移動速度を、前記バーナーの火炎が他の領域を通過する際の前記火炎の移動速度よりも遅くするように、前記置き鉛の長手方向への前記火炎の移動速度を制御すること、
   を特徴とする鉛蓄電池のストラップ成形方法。
2. 前記置き鉛は、少なくとも前記極柱の側方に配置される部分の側面に、前記置き鉛の上面の幅方向端縁から下方に向うに従って前記極柱に近づいていく向きの傾斜面を有していることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池のストラップ成形方法。
3. 前記ストラップ成形用凹部の長手方向の一端側に位置する前記置き鉛の端部と前記ストラップ成形用凹部の長手方向の一端に最も近い位置に配置された極板耳部との間の距離が、前記ストラップ成形用凹部の長手方向の他端側に位置する前記置き鉛の端部と前記ストラップ成形用凹部の前記長手方向の他端に最も近い位置に配置された極板耳部との間の距離よりも長く設定されている請求項１または２に記載の鉛蓄電池のストラップ成形方法。
4. 前記バーナーの火炎が前記極柱の側方を通過する際の前記火炎の揺動の振幅を前記バーナーの火炎が他の領域を通過する際の前記火炎の揺動の振幅よりも大きく設定することを特徴とする請求項１，２または３に記載の鉛蓄電池のストラップ成形方法。
   

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