JP5143564B2 - 鉛酸型蓄電池用の端子の製造方法及び装置並びにそれを用いて製造される端子 - Google Patents

Description

本発明は、鉛酸型蓄電池用の所謂端子電極（terminal pole）又は端子の製造のための方法及び装置並びにそのようにして作られる前記端子に関する。

現在、蓄電池用の電極は、少なくとも接触端部に関して、一般に標準形態では鉛で作られている。テーパのついた接触部とベース部とを有する電極が知られている。ベース部は、蓄電池カバーのプラスチック材料の中へ当該ベース部を密閉して埋め込むことを改良する突出フランジ、迷路（ラビリンス：labyrinth）及び／又はネジ状要素を備え得る。接触部とベース部とは、別々に得られた後にはんだづけ又は他の好適な方法により結合される、あるいは１つの一体型要素として得られる。最終的には、端子電極は、蓄電池の内容物のリーク又は排出を可能とし得る孔のないコンパクトな構造を有する必要がある。孔はまた、電極の早い腐食及び酸化を促進させ、それにより、電極の伝導性を制限する。

通常の端子は、主として、ドロップキャスティング、ダイカスト、ロール成形又はプレス成形として知られる方法を用いて作られる。

第１のドロップキャスティング法では、鉛が溶解され、所望の最終形状の電極をもたらすモールドの中へ注がれる。しかしながら、このようにして行われると、端子は、電極構造において多孔性及び有害なブローホールの存在のために、腐食耐性がほとんどない状態で得られ、蓄電池の内部から外部の方へ前記酸の漏れを引き起こす傾向がある。従って、プラスチックカバーと電極との間の有効なシールは、あまり得られていない。

第２の方法では、鉛は、溶融状態においてダイカストプロセスに従う。この場合、高圧ダイカストは、表面多孔性及び生産速度に関して僅かな改良を確実にもたらす。それでもなお、従来の方法の典型的な欠点は、完全には取り除かれていない。

第３のロール成形加工法では、成形ロールは、良好な圧密特性を有する端子を得るために使用される。一般に、このような方法及び使用される装置は、ダイカスト法の最終の付加的加工作業として用いられる。従って、結果として得られるプロセスは、複雑であり、複雑な付加的システム及び方法ステップを伴い、相当低い生産性を有する。

第４の方法では、電極は、前もって較正された概括的に円柱形の鉛製部品から出発してプレス加工により製造されるため、所要公差内の直径及び長さを得るために予備的なプロセス及び装置を常に必要とする。この部品は、最終品と同様の形状を有する半完成品をもたらすプレスモールド内に配置されるが、該半完成品は、半完成品の端部が取り除かれる更なる作業を用いて完成される必要がある。十分な程度の緊密さ、すなわち孔のないことが達せられるが、この方法は、相当低い生産性を確実にもたらし、その変形プロセスによって生じる高い加工応力のために非常に頑丈な装置を必要とする。

更に、異なる作業が異なる機械によって行われ、最終的に製造廃棄物として生じる材料の割合は高く、用いられる材料全体の２０−２５％の範囲となる。

その結果、生産コストは相当高い。

本発明の目的は、塑性変形により、最終品の緊密さ及び所要寸法公差の両方に関して高品質である蓄電池用の端子電極を製造するのに適した方法及びその方法を行うための装置を提供することである。

この目的の範囲内において、本発明の重要な１つの目的は、高い生産性を有し、生産時間及びコストを削減することができ、予備的な変形の必要性を排除し、製造老廃物として生じる材料を、用いられる材料全体の好ましくは３−４％の範囲内に、より好ましくは３％以下に、できる限り０％まで低く、最小の割合まで低減し、前記老廃物が、何れの場合においても、再加工のために再使用可能である方法及び関連する装置を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、あらゆる種類の標準化された端子電極、及び、一体構造又は多部品からなる特定の形状を有する電極までも製造するのに適した方法及び関連する装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、能動部分（active part）について軽構造、低電力消費及び低摩耗を有し、監視及びメンテナンス作業をほとんど必要とせず、実行されるのに好適であり、それぞれ環境に優しい方法で運転される方法及び関連する装置を提供することである。

本発明のまた別の目的は、休止時間がなく高作業速度において特に適しており、出発原材料の寸法に関係なく、異なる選択された大きさを有する電極を製造するのに適している方法及び装置を提供することである。

この目的並びに以下においてより明らかとなるこれら及びその他の目的は、本発明に係る請求項１に記載されるように、１つの成形ステーションと少なくとも１つの変形ステーションとを有する冷間加工装置において、塑性変形により蓄電池用のリード端子を製造する方法であって、ａ）前記成形ステーションにおいて、前記端子にベース部と接触部とを設けるためなどスラグの長手方向軸に沿って長手方向延在部分を有し、製造される前記端子の端部品の大きさに応じた大きさを有するスラグを成形するステップと、ｂ）前記装置の前記少なくとも１つの変形ステーションに前記スラグを移動させるステップと、ｃ）前記スラグについて前記ベース部の更なる内側及び外側成形のための前記スラグの第１の変形を行うステップと、ｄ）前記スラグについて前記ベース部の少なくとも１つの更なる内側及び外側成形を行うための前記スラグの少なくとも１つの第２の変形を行うステップと、を備え、前記ｃ）及びｄ）ステップは、段階的変形ステップとして連続的に行われる方法により達せられる。

本発明に係る、冷間塑性変形加工により蓄電池用のリード端子を製造する方法を行うための装置は、請求項１３に記述され、前記端子にベース部と接触部とを設けるためなどスラグの長手方向軸に沿って長手方向延在部分を有し、製造される前記端子の端部品の大きさに応じた大きさを有するスラグを成形するための成形ステーションと、前記スラグについて前記接触部と前記ベース部とにおいて行われる内側及び外側成形により前記スラグの段階的且つ連続的変形を行うように構成された少なくとも１つの変形ステーションと、前記ステーション間において加工されるように前記スラグを移動させるための移動手段とを備えている。

本発明の有利な詳細は、下位クレームに記述されている。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面に非制限的な例として表され、蓄電池用のリード端子の製造のための方法及び装置について、限定するものではないが好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。

添付図面を参照すると、冷間塑性変形加工により蓄電池用のリード端子を製造するための装置１は、限定するものではないが、その好ましい実施形態において、鉛材料から作られるスラグ（slug）７を成形するための成形ステーション２を備えている。

スラグ７は、前記端子にベース部９と接触部８とを設けるためなど、その長手方向軸に沿って長手方向延在部分を有している。前記スラグの大きさは、製造される前記端子の端部品の大きさに応じて設定されている。

装置１は、スラグ７について接触部８とベース部９とにおいて行われる内側及び外側成形のためにスラグ７の段階的変形を行うように構成された少なくとも１つの変形ステーション３０、好ましくは２つの変形ステーション３０、４０、より好ましくは４つの変形ステーション３０、４０、５０、６０又は８０を備えている。

ステーション２、３０、４０、５０、６０間において加工されるように前記スラグを移動させるための移動手段１２がさらに設けられ、この移動手段１２は、１つのステーションから次のステーションへ前記端部品を移動させる役目を有する複数のクランプセット１２ａによって構成され得る。例えば機械式又は液圧式若しくは空気圧式の把持アームなどの他の移動手段を好適に設けることができる。

限定するものではないが、好ましい実施形態において、この機械の成形及び変形装置並びにステーションと同数のクランプセット１２ａが設けられ得る。

成形ステーション２は、ワイヤリール５からリードワイヤ４を巻きほぐすための巻きほぐし手段３を備えている。リードワイヤ４を引き出し真っすぐにするためのワイヤ引き出し矯正手段６が、ワイヤリール５の下流に位置して設けられ、このワイヤ引き出し矯正手段６は、巻きほぐし手段と一致し、複数のローラ対６ａにより構成され得る。所望の長さでワイヤ４を切断するために、切断手段１３が成形ステーション２に備えられている。

複数のローラ対に代えて、ワイヤ４を真っすぐにして前進させるためにワイヤ４を掴むように構成される複数の滑動シュー（sliding shoe）対などの他の好適な引き出し／矯正手段が用いられてもよい。

切断手段１３は、好ましい実施形態では、ワイヤ４が供給される内部通路１４ａを有する固定型１３ａと、該固定型を通じて供給される事前に設定された長さのワイヤ４を受け入れるように構成される内部キャビティ１４ｂを有する可動型１３ｂとにより構成され得る。ワイヤの長さは、成形される端子の所望寸法に応じて設定される。可動型１３ｂは、事前に設定された長さのワイヤ４に対応するスラグ７の切り取りを行うために、固定型１３ａに対して移動するように構成されている。切断手段１３はまた、事前に設定された長さのワイヤ４を可動型１３ｂ内に収容した状態で、可動型１３ｂ内においてワイヤ４の前進を停止させるように構成された停止パンチ１３ｃと、切り取られたスラグ７を可動型１３ｂから排出するための排出パンチ１３ｄと、を備えている。

加えて、また有利なことに、成形ステーション２は、切断手段１３により所望の直径及び全体形状に切断されたワイヤの長さを較正するように構成される較正装置１００（図１０Ａ及び１０Ｂ参照）を備え得る。

較正装置１００は、出発材料として、変形ステーションにおいて、その次に加工される必要があるスラグ７の直径よりさらに小さい異なる直径を有するワイヤを用いることを可能にする。

較正装置１００は、較正型１０３とハンマーパンチ１０１とを備えている。ハンマーパンチ１０１は、スプリング１０８により軸方向に付勢されており、切断手段１３から移動されクランプ１２ａにより支持されたワイヤレングス（wire length）をプレス加工するために移動可能である。較正型１０３は、較正型パンチ１０２を備え、該較正型パンチ１０２は、ハンマーパンチ１０２により型１０３の較正キャビティ１０９の内部で押される前記ワイヤレングスの押し作用を受けて較正型１０３の較正キャビティ１０９の内部で軸方向に移動可能である。カップ状の容器１０５により構成される排出部（expeller）が、較正キャビティ１０９内において軸方向に移動可能に配置され、スプリング１０７により構成される弾性手段を囲んでいる。このようにして、ワイヤレングスは、ハンマーパンチ１０１により該ワイヤレングスに及ぼされる押圧力によって、キャビティ１０９内において較正することができ、この押圧力は、スプリング１０７により付勢される排出部１０５の押し作用を受けて型パンチ１０２を通じて及ぼされる弾性抵抗により対抗されている。

少なくとも１つの変形ステーション３０は、加工軸Ｙに沿って位置調整された固定部２０と可動部２１とを有する前記装置（図１）を備えている。可動部２０は、加工軸Ｙに沿って移動可能である。

可動部２１は、パンチジャケット２２と、パンチジャケット２２により囲まれるパンチホルダー２３と、パンチホルダー２３内に収容されるハンマーパンチ２４と、パンチホルダー２３により囲まれ、ハンマーパンチ２４を部分的に覆うパンチインサート２５とを備えている。パンチホルダー２３は、ハンマーパンチ２４上で滑動可能である。パンチジャケット２２、パンチホルダー２３、ハンマーパンチ２４及びパンチインサート２５は、ステーション３０において、前記加工軸に沿って同軸上に取り付けられている。

固定部２０は、分割型（セグメントダイ：segmental die）２７を有するダイホルダー２６を備えており、セグメントダイ２７は、ダイホルダー２６内に滑動可能に入れられている。ダイパンチ２８は、セグメントダイ２７に対し、セグメントダイ２７の内部で移動するように、前記ダイホルダー内に移動可能に収容されている。ダイホルダー２６、セグメントダイ２７及びダイパンチ２８は、前記変形ステーションにおいて、加工軸Ｙに沿って同軸上に取り付けられている。

セグメントダイ２７は、実質的には、外側のテーパ表面と、成形型面を有する内穴とを備えた円錐台状ブッシングとして形成されている。前記ブッシングは、複数のセグメント２９、例えば８個のセグメントにより形成されており、そのテーパのついた外側表面を用い、ダイホルダー２６の相補的なテーパ表面と滑り接触して、ダイホルダー２６内で滑動可能である。前記ブッシング２７は、加工されるようにスラグ７のベース部９を受け入れるためにセグメント２９が離れて広げられる突出位置と、塑性変形によりスラグ７の前記ベース部を成形するように構成される第１の半割型（half-die）を形成するためにセグメント２９が共に閉じられる挿入位置との間で滑動する。

セグメントダイ２７の挿入位置において、前記第１の半割型は、前記スラグのベース部９に、平らな側面が付けられ、アンダーカットを有する根元部９ｂを有し得る突出するリッジ部（ridge）９ａを備えたラビリンス形状を有利に形成するように成形される。

ダイパンチ２８は、スラグ７内に内部キャビティを形成するために、セグメント２９を閉じた状態でスラグ７の前記ベース部の中へ押し進むように成形される押し端部３１を有している。

パンチインサート２５は、内部テーパを有するスリーブとして形成され、該内部テーパは、完成した端子の接触部８の対応するテーパを成形するように構成されている。このような内部テーパは、スラグ７の塑性変形のためにセグメントダイ２７により形成される前記第１の半割型と協働する第２の半割型を形成する。

固定部２０は、ベルビルワッシャスプリングとして供給され得る少なくとも１つの第１のバイアススプリング３２と、セグメントを支持する少なくとも１つの第２のバイアススプリング３３とを備えている。スプリング３２、３３は、セグメント２９が離れて広げられる突出位置にセグメントダイ２７を付勢するように、セグメントダイ２７の下において固定部２０に取り付けられている。

ハンマーパンチ２４は、加工軸Ｙに沿って移動し、第１及び第２のバイアススプリング３２、３３により及ぼされる付勢力に打ち勝つように前記スラグを押し進め、前記挿入位置にセグメントダイ２７を移動させるように作動させることができ、それにより、第１及び第２の半割型は共に、ハンマーパンチ２４によりスラグ７の端部に及ぼされる圧力によってスラグ７を所望形状に囲んで成形する成形型３４を形成する。

ハンマーパンチ２４は、特定の形態（図３又は図１１）では、内部キャビティを完全に形成した状態で、スラグ７に貫通穴１１を形成するためにその底の端部分を切り取るように構成される切断形状を備えた能動端部（active end）３７を有し得る。前記形態では、切断された底の端部分３８のノックアウトを可能とするように構成される出口開口部３９を有する内部通路３６がまた、ハンマーパンチ２４内に設けられ得る。ダイパンチ２８はまた、内部通路３６を通じて切り取られた底の端部分３９を押し進めるための圧縮空気の供給部４１に接続可能な内穴３５を備え得る。

例えば、穴が開けられていない端部を成形するのに好適な１つの実施形態において、前記装置は、第１の変形ステーション３０と第２の変形ステーション４０とを備える。限定されるものではないが、さらにまた好ましい実施形態では、第３の変形ステーション５０と第４の変形ステーション６０とがさらに設けられる。

６つの異なる変形ステーションを設けることができ、それらの変形ステーションは、前記端子のベース部のさらに独特な形態を得ることを可能にし得る。

第１の変形ステーション３０は、スラグ７のベース部９の内側及び外側成形のための少なくとも１つの第１の変形を行うのに適している。

第２の変形ステーション４０は、スラグ７のベース部９の更なる内側及び外側成形のための第２の変形を行う。随意的に、スラグ７の接触部８の外側成形を、第２のステーション４０において行うようにしてもよい。接触部８の第１の外側成形をまた、第１の変形ステーション３０において行うようにしてもよい。

第３の変形ステーション５０は、スラグ７の接触部８の内側及び外側成形並びにベース部９の更なる内側成形のための第３の変形用に好適に備えられている。内部キャビティ１１は、スラグ７内に形成され、ベース部９及び接触部８を通じて、接触部８についてはスラグ７の端の部分を塞ぐ底の端部分３８を除く接触部８の実質的に全ての長手方向延在部分を通じて、長手方向に軸方向に延びている。

第４の変形ステーション６０は、塞いでいる底の端部分３８を切り取ることにより図面ではまた１１と示される貫通穴を形成するために、能動端部３７を備えたハンマーパンチ２４を用いてスラグ７の内部キャビティ１１の打ち抜きを与えるのに適している。

成形ステーション２及び変形ステーション３０、４０、５０、６０は全て、可動部２０とダイパンチ２８とを作動させるための移動駆動手段７１を取り囲むフレーム７０に取り付けられており、この移動駆動手段７１は、流体作動式であってもよい。

図１１に示すような変形ステーション８０を付加的に設けてもよく、あるいはステーション６０に代えて設けてもよい。

前記ステーション８０は、セグメントダイ２７と、スラグ７内に貫通穴１１を形成するための切断形状を備えた能動端部３７を有するハンマーパンチ２４とを備えている。

スラグ７は、尖頭部（cusp）９ｃを備えた王冠（クラウン：crown）形状を有するリッジ部９ａについてその前の変形ステーションにおいて予備成形される。

尖頭部のあるリッジ部を備えたスラグ９が、変形ステーション８０において変形のための閉じ込められると、セグメント２９は、尖頭部９ｃを平らにするために尖頭部９ｃを押圧し、図２Ｂ及び１２Ｂに示すように、前記リッジ部を、アンダーカットを有する根元部９ｂを備えたキノコ形状にする材料の移動が起こる。

前記装置の様々な部分の液圧、空気圧、温度及び位置パラメータを検出するための検出手段と、表示信号を与えるために前記検出手段から受け取る信号を保存し処理するための保存及び処理手段と、好適なファームウェア又はソフトウェアとを備えた制御ユニットＣＵは、前記装置の作動を制御する。

前記装置の作動は、前述したもの及び以下に記述されるものから容易に理解することができる。

セグメント２９とパンチインサート２５とにより形成される前記半割型は、閉じた状態において、前記スラグ金属を変形して所望形状を達成することができ、開いた状態において、既に変形された前記スラグ金属を抜き取り、まだ変形されるべき前記スラグ金属を挿入することができる。

出発製品として半完成部品、一般的には別の機械で事前に入手される較正された鉛製ピンを使用する周知の変形技術とは違って、本発明に係る前記装置では、金属製リール（コイル）５に巻き付けられた鉛製の連続ワイヤ４が供給される。

リール５は、好ましくは水平な巻き戻し軸を備えた巻きほぐし装置３に取り付けられており、この巻ほぐし装置３は、前記装置／機械の一部として成形ステーション２に設けることができる、空運転することができる、あるいは前記リールの重量に応じて動力を付与することができる。

次に、リードワイヤ４は、引き出し−矯正用機械の第１の（成形）ステーション２の中へ導入される。前記第１のステーション２では、ローラ又はころ６ａは、製造されることが望まれる前記端部品の大きさに応じて調整可能であるスラグ７のワイヤ長さに、切断手段１３まで前記ワイヤを“ぐいと引いて”前進させる役目を有している。

切断手段１３により構成される切断ステーションでは、前記ワイヤは、まず第１に、鋼製のブロックにより形成される固定（刃）型１３ａの中へ導入され、この固定（刃）型１３ａ内には、取り替え可能であるという特性を備え、使用されているリードワイヤの直径より僅かに大きい直径の円柱形キャビティを時折有するように硬い金属製のインサートが収容されている。

固定型１３ａと同軸に、可動（刃）型１３ｂが設けられ、該可動（刃）型１３ｂは、固定型１３ａと同様の幾何学的及び構造的特性、加えて固定型の円柱形キャビティの軸と平行な軸のまわりに回転できる、あるいは固定型の円柱形キャビティの軸に対してオフセットした位置に移動できる可能性を有している。この移動は、可動型１３ｂの中へ導入されるワイヤ状のスラグ７の切断を可能とするものである。その次に、排出パンチ１３ｄは、前記可動型から鉛製の切断されたものの排出を行う。

この切断されたものは、このために設けられるクランプ１２ａによって同時に受け取られる。

第１及び第２の半割型が開くと、成形ステーション２からその切断されたものを受け取ったクランプ１２ａは、ラビリンスを有利に備える端子電極のベース部が形成される第１の変形ステーション３０にスラグ７を移動させる。

前記変形ステーションの形態は、従来技術の装置を用いて得ることができないものではないが、非常に困難であるアンダーカットを有するラビリンス形状を容易に形成するように特に構成された装置を表している。

随意的に、切断されたワイヤの長さは、較正装置１００において事前に較正することができる。

図４は、４つの異なる変形ステーション３０、４０、５０、６０におけるスラグ７の一連のプレス加工を示している。

第１のステーション３０において行われる変形ステップを表している図５に示すように、鉛製の切断されたスラグは、クランプ１２ａによって、その型と同じ軸に沿った位置に保持され、機械の可動部が固定部の方へ移動する。この段階では、セグメントダイ２７は、スプリング３２、３３の作用により開かれている。

前記可動部の前進とともに、ダイパンチ２８に対抗して前記スラグを押すハンマーパンチ２４は、図１に示すように、ダイパンチ２８の下に設けられ、型排出スプリングにより付勢される排出部を屈せさせる。

この移動は、パンチインサート２５とそれを収容するパンチホルダー２３とがダイ２７に接触し、スプリング３２、３３の付勢力に逆らって前記ダイを下げ、成形される前記スラグを閉じ込めさせるまで継続する。

鉛製の全スラグは、該鉛製の全スラグがセグメントダイ２７の内部に設けられる自由体積を占めることとなる変形を受ける。

その後に、変形されたスラグの開放及び排出ステップを開始することができる。

ハンマーパンチ２４が離れるとき、セグメントダイ２７を付勢するスプリング３２、３３の解放（release）もあり、それは、前記セグメントダイを前記スラグの抜き取りを可能にする静止した開位置に戻す。

このようにして変形された鉛製のスラグは、ダイパンチ２８上において（干渉して）動かないままである（図５に示す最後の作業段階）。

クランプ１２ａはまた、変形されたスラグを正しい位置に集めるために介在する。

実際には、それは、最初の挿入ステップにおいて前記スラグを支持し、そのすぐ後に機械が閉じることを可能にするように広がる同じクランプ１２ａでなくてもよく、変形されたスラグを集めて次のステーションに運ぶために、機械の開きが始まるとすぐに、この作業に移動される次の作業（変形ステーション）のためのクランプ１２ａであってもよい。

その他のステーションにおける作業は、それの種々の段階と同様であり、当業者によって、図４、６−８及び１１から容易に推測することができる。

このように、１つの成形ステーション２と少なくとも１つの変形ステーション３０、４０、５０、６０、８０とを有する冷間加工装置１において、塑性変形により蓄電池用のリード端子を製造する方法は、ａ）装置１の成形ステーション２において、前記端子にベース部９と接触部８とを設けるためなどスラグ７の長手方向軸Ｙに沿って長手方向延在部分を有し、製造される前記端子の端部品の大きさに応じた大きさを有するスラグ７を成形するステップと、ｂ）前記装置の前記少なくとも１つの変形ステーションに前記スラグ７を移動させるステップと、ｃ）前記スラグについて前記ベース部の内側及び外側成形のための前記スラグ７の第１の変形を行うステップと、ｄ）前記スラグについて前記ベース部９の更なる内側及び外側成形のための前記スラグ７の少なくとも１つの第２の変形を行うステップと、を備えている。

前記ｃ）、ｄ）ステップは、段階的変形ステップとして連続的に行われる。

ｅ）前記スラグについて前記接触部８の内側及び外側成形並びにベース部９の更なる内側成形のための前記スラグ７の第３の変形を行う更なるステップがさらに行われる。

「段階的変形」という用語は、前記装置の部分に高い応力が及ぶことを抑制し、同時に高速度で協働して行われる傾向がある連続的な変形ステップにおいて、端子電極に適した最終的な完成形状までの前記スラグの塑性変形が徐々に行われることを意味することを意図している。

「連続的に」という用語は、好適に備えられる異なる変形ステーションにおいて、あるいは、同じ変形ステーションであるが、前記変形力を含み得る別個の時間において、前記変形ステップが、次々と同じスラグについて行われることを意味することを意図している。

有利なことに、ｃ）ステップは、前記スラグの前記ベース部９の外側表面領域に、前記ベース部の前記外側表面から突出し、アンダーカットを有する根元部を有し得るリッジ部により構成されるラビリンス形状を形成すること、及び、前記スラグの前記長手方向軸に沿って横たわる前記ベース部の内部の延在部分を有するキャビティを形成すること、を含み、ｄ）ステップは、前記ベース部と前記接触部との間において、前記スラグの外側領域に、複数の切欠部１０ａを備えた端部を有する突出フランジにより構成されるクラウン１０を形成すること、及び、前記スラグの前記長手方向軸に沿って前記キャビティの前記延在部分を増大させること、を含む。ｅ）ステップは、クラウン１０においてより大きい基部を備えた円錐台形状を有するように前記接触部の前記外側表面を形成すること、及び、前記スラグの底の端部を除き前記接触部の実質的に全ての長手方向延在部分において、前記接触部の内部にまた延びるように、前記スラグの前記長手方向軸に沿って前記キャビティの前記延在部分をさらに増大させること、を含む。

製造される前記端子が、図２Ａ−２Ｄに示される種類のもの、すなわち軸方向の貫通穴１１を有するものである場合、ｆ）図３及び図４の最後の作業段階に示されるように、前記スラグの内部に前記貫通穴１１を形成するために、前記キャビティの前記底の端部を切り取ることを有する更なるステップ、が行われる。

本発明を行うための前記装置は、その実行可能な実施形態において、ただ１つの変形ステーションを備えていてもよく、また、変形ステーションにおいて、加工部品は、行われるべき変形ステップに応じて自動的に交換可能であってもよい。

好ましい実施形態では、前記変形ステップは、それぞれ２つの連続的な前記変形ステップ間にそれぞれ更なる移動ステップを設けることにより、前記装置の別々の変形ステーション３０、４０、５０、６０、８０において行われる。

更なるステップｆ）は、スラグ７の切断された底の端部３８のノックアウトを含む。

高い生産性を目的として、前記装置は、その変形ステップが、変形ステーション３０、４０、５０、６０、８０において同時に行われるように構成され、作動され得る。特に、各変形ステップは、それぞれの変形ステーションにおいて、前の変形ステップに続いて行われる段階的変形の異なる変形段階にある異なるスラグについて行われ、前記移動ステップは、その段階的変形ステップと協働される。

なお、限定するものではないが、本発明の具体的な好ましい実施形態に関して、本明細書に記述される詳細はすべて、当業者に知られており明らかであるその他の技術的に同等なものに置き換えることができる。

本発明は、当業者の通常の技術知識内において全ての変更及び変形が可能である。

実際には、形状及び寸法だけでなく使用される材料もまた、添付される特許請求の範囲に記載される本発明の保護範囲から逸脱することなくその要求に基づくあらゆるものであってもよい。

本願が優先権を主張する英国特許出願第０４２５３４２．３号における開示は、参照することにより本明細書に組み込まれる。

本発明に係る装置の変形ステーションの断面正面図である。 本発明に係る方法及び装置を用いて得られる蓄電池用の端子電極の異なる２つの実施形態の第１の実施形態を示す断面正面図である。 本発明に係る方法及び装置を用いて得られる蓄電池用の端子電極の異なる２つの実施形態の第２の実施形態を示す断面正面図である。 図２Ｂの端子電極の詳細を示す拡大部分断面図である。 端子電極の第２の実施形態について、図２Ｂに示した端子電極の斜視図である。 端子電極に貫通孔を設けるのに適した本発明に係る装置の変形ステーションを示す断面正面図である。 前記装置の４つの変形ステーションを示す断面正面図であり、本発明の方法により行われる４つの段階的且つ連続的変形ステップを表している。 前記装置の第１の変形ステーションを示す断面正面図であり、本発明の方法により行われる第１の変形ステップの種々の段階を表している。 前記装置の第２の変形ステーションを示す断面正面図であり、本発明の方法により行われる第２の変形ステップの種々の段階を表している。 前記装置の第３の変形ステーションを示す断面正面図であり、本発明の方法により行われる第３の変形ステップの種々の段階を表している。 前記装置の第４の変形ステーションを示す断面正面図であり、本発明の方法により行われる電極の穴開けステップの種々の段階を表している。 種々の動作位置にある本発明に係る前記装置の成形ステーション及び切断手段を示す部分概略図である。 種々の動作位置にある本発明に係る前記装置の成形ステーション及び切断手段を示す部分概略図である。 種々の動作位置にある本発明に係る前記装置の成形ステーション及び切断手段を示す部分概略図である。 種々の動作位置にある本発明に係る前記装置の成形ステーション及び切断手段を示す部分概略図である。 前記装置の較正装置を示す断面正面図であり、予備変形ステップにおけるスラグの較正段階を表している。 本発明に係る前記較正装置の断面正面図である。 前記装置の代替可能な第４又は第５の変形ステーションを示す断面正面図であり、図２Ｂに示した端子電極が得られる変形ステップを表している。 製造の最終前段階にある図２Ｂに示される種類の端子電極を示す断面正面図である。 製造の最終段階にある図２Ｂに示される種類の端子電極を示す断面正面図である。

Claims (24)

1. １つの成形ステーションと少なくとも１つの変形ステーションとを有する冷間加工装置において、塑性変形により蓄電池用のリード端子を製造する方法であって、
   ａ）前記成形ステーションにおいて、前記端子にベース部と接触部とを設けるためなどスラグの長手方向軸に沿って長手方向延在部分を有し、製造される前記端子の大きさに応じた大きさを有するスラグを成形するステップと、
   ｂ）前記装置の前記少なくとも１つの変形ステーションに前記スラグを移動させるステップと、
   ｃ）前記スラグについて前記ベース部の内側及び外側成形のための前記スラグの第１の変形を行うステップと、
   ｄ）前記スラグについて前記ベース部の少なくとも１つの更なる内側及び外側成形を行うための前記スラグの第２の変形を行うステップと、
   を備え、
   前記ｃ）及びｄ）ステップは、段階的変形ステップとして連続的に行われ、前記スラグの前記ベース部の外側表面領域に、前記ベース部の前記外側表面から突出するリッジ部により構成されるラビリンス形状を形成すること、及び、前記スラグの前記長手方向軸に沿って横たわる前記ベース部の内部の延在部分を有するキャビティを形成すること、を含み、前記リッジ部は、アンダーカットを有する根元部を備えた前記リッジ部を形成するためにさらにプレス加工される尖頭部を備えたクラウン形状に形成される、ことを特徴とする方法。
2. ｅ）前記スラグについて前記接触部の内側及び外側成形並びに前記ベース部の更なる内側成形のための前記スラグの第３の変形を行うステップ、をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ｄ）ステップにおいて行われる前記スラグの第２の変形はさらに、前記端子の前記接触部の成形のための前記スラグの外側成形を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ｄ）ステップは、前記ベース部と接触部との間において、前記スラグの外側領域に、複数の切欠部を備えた端部を有する突出フランジにより構成されるクラウンを形成すること、及び、前記スラグの前記長手方向軸に沿って前記キャビティの前記延在部分を増大させること、を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
5. ｅ）ステップは、前記ベース部につながるより大きい基部を備えた円錐台形状を有するように前記接触部の前記外側表面を形成すること、及び、前記スラグの底の端部分を除き前記スラグの実質的に全ての長手方向延在部分において、前記接触部の内部に前記ベース部から延びるように前記スラグの前記長手方向軸に沿って前記キャビティの前記延在部分を増大させること、を含むことを特徴とする請求項１又は４に記載の方法。
6. ｆ）前記スラグの内部に貫通穴を形成するように前記キャビティの前記底の端部分を切り取ることを有する更なるステップ、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. 前記変形ステップが、前記装置の別々の変形ステーションにおいて行われ、前記変形ステップのそれぞれ２つの連続した変形ステップの間に、それぞれ更なる移動ステップが設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記更なるステップｆ）は、前記スラグの切り取られた底の端部分をノックアウトすることを含むことを特徴とする請求項７に従属する請求項４又は５に記載の方法。
9. 前記変形ステップが、前記装置の前記変形ステーションにおいて同時に行われ、各変形ステップは、前の変形ステップに続いて行われる段階的変形の異なる変形段階にある異なるスラグについてそれぞれの変形ステーションにおいて行われ、前記移動ステップは、前記段階的変形ステップと協働されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記成形ステップａ）は、前記スラグの較正を含むことを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
11. 冷間塑性変形加工により蓄電池用のリード端子を製造するための装置であって、
    前記端子にベース部（９）と接触部（８）とを設けるためなどスラグの長手方向軸に沿って長手方向延在部分を有し、製造される前記端子の大きさに応じた大きさを有するスラグ（７）を成形するための成形ステーション（２）と、
    前記スラグについて前記接触部（８）とベース部（９）とにおいて行われる内側及び外側成形のために前記スラグの段階的且つ連続的変形を行うように構成された少なくとも１つの変形ステーション（３０、４０、５０、６０、８０）と、
    前記ステーション（２、３０、４０、５０、６０、８０）間において加工されるように前記スラグを移動させるための移動手段（１２）と、
    を備え、前記少なくとも１つの変形ステーション（３０、４０、５０、６０、８０）は、前記スラグ（７）の前記ベース部（９）の外側表面領域に、前記ベース部（９）の前記外側表面から突出するとともに尖頭部（９ｃ）を備えたクラウン形状を有するリッジ部（９ａ）により構成されるラビリンス形状を形成するのに適し、
    前記少なくとも１つの変形ステーション（３０、４０、５０、６０、８０）は、加工軸（Ｙ）に沿って位置調整された固定部（２０）と可動部（２１）とを有し、前記可動部は、前記加工軸に沿って移動可能であり、
    前記固定部（２０）は、ダイホルダー（２６）と、該ダイホルダー（２６）内に滑動可能に囲まれるセグメントダイ（２７）と、前記セグメントダイ（２７）に対し、前記セグメントダイの内部において移動するように前記ダイホルダー（２６）内に移動可能に収容されるダイパンチ（２８）とを備え、前記ダイホルダー（２６）、セグメントダイ（２７）及びダイパンチ（２８）は、前記加工軸（Ｙ）に沿って同軸上に取り付けられ、前記セグメントダイ（２７）は、アンダーカットを有する根元部（９ｂ）を備えた前記リッジ部（９ａ）を形成するために前記リッジ部（９ａ）の尖頭部を押圧するのに適した複数のセグメント（２９）により形成されるブッシングとして形成される、
    ことを特徴とする装置。
12. 前記成形ステーション（２）は、ワイヤリール（５）からリードワイヤ（４）を巻きほぐすための巻きほぐし手段（３）と、前記ワイヤを引き出し真っすぐにするためのワイヤ引き出し矯正手段（６）と、所望の長さに前記ワイヤを切断するための切断手段（１３）と、を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記切断手段（１３）は、
    固定型（１３ａ）を通じてワイヤの供給を可能とするための固定型（１３ａ）と、
    該固定型（１３ａ）を通じて供給される事前に設定された長さのワイヤ（４）を受け入れ、前記事前に設定された長さのワイヤ（４）に対応する長さを有するスラグ（７）の切り取りを付与するように、前記固定型（１３ａ）に対して移動するように構成される可動型（１３ｂ）と、
    前記事前に設定された長さを有するワイヤ（４）を前記可動型（１３ｂ）内に収容した状態で、前記可動型（１３ｂ）内において前記ワイヤ（４）の前進を停止させるように構成される停止パンチ（１３ｃ）と、
    前記可動型（１３ｂ）から切り取られたスラグ（７）を排出するための排出パンチ（１３ｄ）と、を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記成形ステーション（２）はさらに、切り取られたワイヤの長さを較正するための較正装置（１００）を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
15. 前記可動部（２１）は、パンチジャケット（２２）と、該パンチジャケット（２２）により囲まれるパンチホルダー（２３）と、該パンチホルダー（２３）内に収容されるハンマーパンチ（２４）と、前記パンチホルダー（２３）により囲まれ、前記ハンマーパンチ（２４）上で滑動可能であるように前記ハンマーパンチ（２４）を部分的に囲むパンチインサート（２５）とを備え、前記パンチジャケット、パンチホルダー、ハンマーパンチ及びパンチインサートは、前記加工軸（Ｙ）に沿って同軸上に取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
16. 第１の変形ステーション（３０）と第２の変形ステーション（４０）と、好ましくは第３の変形ステーション（５０）と第４の変形ステーション（６０）とを備えていることを特徴とする請求項１１から１５の何れか一項に記載の装置。
17. 前記変形ステーションは、
    前記スラグ（７）の前記ベース部の内側及び外側成形のための第１の変形が行われる前記第１の変形ステーション（３０）と、
    前記スラグ（７）の前記ベース部の更なる内側及び外側成形、並びに、随意的に前記スラグ（７）の前記接触部（８）の外側成形のための第２の変形が行われる前記第２の変形ステーション（４０）と、
    前記スラグ（７）について前記接触部（８）の内側及び外側成形並びに前記ベース部（９）の更なる内側成形のための第３の変形が行われ、前記スラグの底の端部分（３８）を除き前記接触部の実質的に全ての前記長手方向延在部分において、前記ベース部（９）及び前記接触部（８）を通じて前記スラグ（７）内に長手方向に延びる内部キャビティが形成される前記第３の変形ステーション（５０）と、
    貫通穴（１１）が、前記底の端部分の切り取りにより前記スラグ（７）の内部に最終的に形成される前記第４の変形ステーション（６０）と、
    により構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記第１の変形ステーション（３０）は、外側のテーパ表面と、成形型表面を有する内穴とを備えた円錐台状ブッシングとして実質的に形成される前記セグメントダイ（２７）を備え、前記ブッシングは、複数のセグメント（２９）により形成され、前記セグメントのテーパのついた外側表面を用い、前記ダイホルダー（２６）の相補的なテーパ表面と滑り接触して、加工されるスラグ（７）の前記ベース部（９）を受け入れるために前記セグメントが離れて広げられる突出位置と、塑性変形により前記スラグ（７）の前記ベース部を成形するように構成される第１の半割型を形成するために前記セグメントが共に閉じられる挿入位置との間において、前記ダイホルダー内において滑動可能であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 前記ダイパンチ（２８）は、前記セグメント（２９）を閉じた状態で、前記スラグ内に内部キャビティを形成するために前記スラグ（７）の前記ベース部の中へ押し進むように形成される押し端部（３１）を有していることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記パンチインサート（２５）は、内部テーパを有するスリーブとして形成され、該内部テーパは、完成した前記端子の前記接触部（８）の対応するテーパを成形するように構成され、前記内部テーパは、前記スラグ（７）の塑性変形において前記セグメントダイ（２７）により形成される前記第１の半割型と協働する第２の半割型を形成することを特徴とする請求項１５から１９の何れか一項に記載の装置。
21. 前記固定部（２０）は、前記セグメント（２９）が離れて広げられる前記突出位置に前記セグメントダイ（２７）を付勢するように取り付けられる少なくとも１つの第１のバイアススプリング（３２）と少なくとも１つの第２のバイアススプリング（３３）とを備えていることを特徴とする請求項１７から２０の何れか一項に記載の装置。
22. 前記ハンマーパンチ（２４）は、前記加工軸（Ｙ）に沿って移動し、前記第１及び第２のバイアススプリング（３２、３３）により及ぼされる付勢力に打ち勝つように前記スラグを押し進め、前記挿入位置に前記セグメントダイ（２７）を移動するように作動可能であり、前記第１及び第２の半割型は、スラグの端部に前記ハンマーパンチ（２４）により及ぼされる圧力のために所望の形状に前記スラグ（７）を囲んで成形するように構成される成形型（３４）を共に形成することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記ハンマーパンチ（２４）は、前記スラグ（７）内に前記貫通穴（１１）を形成するために前記キャビティの前記底の端部分を切り取るように構成される切断形状を備えた能動端部（３７）と、切り取られた前記底の端部分（３８）のノックアウトを可能とするように構成される出口開口部（３９）を備えた内部通路（３６）とを有し、前記ダイパンチ（２８）は、前記内部通路（３６）を通じて切り取られた前記底の端部分（３８）を押し進めるための圧縮空気の供給部（４１）に接続可能な内穴（３５）を備えていることを特徴とする請求項１５又は２２に記載の装置。
24. 前記成形及び変形ステーション（２、３０、４０、５０、６０、８０）は、前記可動部（２０）と前記ダイパンチ（２８）とを作動させるための移動駆動手段（７１）を備えたフレーム（７０）に取り付けられていることを特徴とする請求項１２又は１６に記載の装置。

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