JP5515420B2 - 鉛蓄電池の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉛蓄電池の極板群の耳部にフラックスを塗布する製造装置に関するものである。

鉛蓄電池の極板群は、上縁に耳部を有する正極板、上縁に耳部を有する負極板及びセパレータを積層し、この積層体の正負それぞれの耳部にフラックス液を塗布し、溶融鉛に耳部を浸漬するキャストンストラップ法（Ｃａｓｔ ｏｎ Ｓｔｒａｐ 以下「ＣＯＳ法」と略す）という溶接法で製造している。

図２（ａ）に鉛蓄電池の極板群１０の外観を、図２（ｂ）に製造フローを示す。まず、正極板１１、負極板１３のそれぞれの上縁に有する耳部１４をワイヤーブラシなどでブラッシングして表面の酸化皮膜を除去する。正極板１１と負極板１３を、その間にセパレータ１２を挟んで交互に積み重ねて積層体を構成し、この積層体を保持型枠に収容して倒立状態（耳部を下側）として、耳部１４にフラックスを塗布した後、当該耳部１４を溶融鉛に浸漬して耳部１４にストラップ１５を鋳型成形する。溶融鉛が凝固した後、積層体を鋳型から取り出し、極板群１０が完成する。このようなＣＯＳ法は短時間でストラップを鋳型成形できることから、極板群の生産効率向上に貢献している。

ＣＯＳ法においてストラップの鋳型成形の品質を高めるためには、耳部にフラックス液を定量かつ均一に塗布することが肝要である。フラックス液とは、耳部表面の洗浄作用や溶融鉛の耳部に対する濡れ性を高める作用をするものである。

このようなフラックス液塗布量の問題を解決する一つの手段として、特許文献１には、回転ブラシを用いて耳部にフラックス液を塗布する手法が開示されている。この手法は、下部位がフラックス浴に浸漬される位置で常時回転する回転ブラシにフラックス液を含ませ、回転ブラシの上部位に極板の耳部（積層体を倒立状態にしてある）を接触させて、回転ブラシに含ませたフラックス液を極板の耳部に塗布するものである。

また、特許文献１には、上記に先立つ技術として、極板とセパレータの積層体を倒立状態にして耳部をフラックス槽のフラックス液に浸漬する手法が開示されている。

特公平１−４３９８３号公報

上記特許文献１に開示されている回転ブラシによるフラックス液の塗布技術は、フラックス液が作業時間と共に減少するので、常時フラックス液面を監視しフラックス液を補給することが必要と思われる。また、回転ブラシの繊毛の摩耗が避けられず、一定稼動時間ごとに回転ブラシの交換も必要になる。回転ブラシの交換の前後、すなわち、回転ブラシの繊毛の新品時と消耗時とでは、耳部へのフラックス液塗布量に差異が生じるものと推測される。

また、上記特許文献１に開示されている極板とセパレータの積層体を倒立状態にして耳部をフラックス液に浸漬する技術は、次のような課題がある。
（１）耳部のフラックス液への浸漬深さを精度良く管理するために、フラックス液の液面が一定になるように管理する必要がある。フラックス液の液面が基準より低い場合、耳部へのフラックス液の塗布量が不足し、耳部の溶け込みが不十分となってス良好なストラップの鋳型成形を阻害する心配がある。逆に、フラックス液の液面が基準より高い場合、フラックス液が耳部に過剰に付着し、その液滴が溶融鉛中に垂れてガス化し、成形したストラップ中に気泡が生じる欠陥が心配される。また、前記液滴が溶融鉛中に垂れた際に溶融鉛がはねることがあり、安全上も好ましくない。さらに、フラックス液がセパレータに付着すると、電池の短絡につながることもある。
（２）積層体の耳部をフラックス槽のフラックス液に浸漬し引き上げる上下動ストローク（積層体を収容した保持型枠又はフラックス槽の上下動ストローク）を安定させなければならない。絶えず繰り返される上下動ストローク連続稼動により、ストロークが徐々に設定からずれる心配がある。

本発明者らは、上記の回転ブラシによる塗布技術と浸漬による塗布技術の課題解決可能性を比較検討し、後者の技術を改善することにより、耳部へのフラックス液の塗布を均一にし、ストラップの鋳型成形品質を高めることを課題とする。また、フラックス液の液面管理等、装置の管理も簡便にすることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明に係る製造装置は、上縁に耳部をそれぞれ備えた正極板と負極板とその間に挟んだセパレータとの積層体を倒立状態（耳部を下側）として収容し保持する保持型枠と、フラックス槽と、保持型枠とフラックス槽の少なくとも一方の昇降装置と、保持型枠に収容した積層体の耳部先端よりその先端が所定寸法だけ高く位置決めされ保持型枠に設けられたフラックス液面検出部を備えている。ここで、「高く」とは、倒立状態における高低の位置関係である（以下、同様)。そして、前記昇降装置は、フラックス液面検出部がフラックス液面に接触したとき、耳部をフラックス液に浸漬するための昇降動作を停止するよう制御されることを特徴とする（請求項１）。フラックス槽には、フラックス液が常にオーバーフローするように供給されることが望ましい（請求項２）。

フラックス液面検出部は、フラックス槽のフラックス液面に接触してこれを直接検出するのではなく、フラックス槽と連通するレベル管を設け、レベル管中のフラックス液面にフラックス液面検出部が接触するように構成することができる（請求項３）。さらに、昇降装置が所定距離を越えて移動してもフラックス液面検出部がフラックス液面を検出しないときは、これを異常と判定して、装置の動作を停止するよう制御される装置であることが好ましい（請求項４）。

本発明に係る製造法によれば、耳部をフラックス液に浸漬する際に、保持型枠の基準点からフラックス槽のフラックス液面までの距離を一定に制御する（積層体の耳部をフラックス槽のフラックス液に浸漬し引き上げる上下動ストローク、すなわち、上下動移動距離を設定するものではない）ので、たとえ、フラックス液面高さが変動しても、保持型枠に収容している極板群の耳部のフラックス液への浸漬深さ（フラックス液面からフラックス液に浸漬されている耳部先端までの距離）を一定に保ちバラツキがなくなるので、ストラップの鋳型成形品質を高めることができる。フラックス槽のフラックス液を常にオーバーフローさせておく場合は、フラックス槽に対するフラックス液面が常に一定になるので好ましい。

本発明の実施の形態の装置と装置の動作の説明図である。 鉛蓄電池の極板群の（ａ）外観斜視図と（ｂ）製造フローの説明図である。

本発明の実施の形態を図１に基づき説明する。

図１（ａ）に、装置を模式的に示す。極板群１０（まだ、積層体の状態）が保持型枠１に収容され、倒立状態で保持されている。保持型枠１の基準点からフラックス槽３のフラックス液面までの距離を一定に制御するために、保持型枠１の側面に、フラックス液面検出部９が付設されている。フラックス液面検出部９の先端は、保持型枠１に収容した積層体の耳部１４の先端より所定寸法だけ高く位置決めされる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、耳部１４の先端がフラックス液２の液面から寸法Ａの深さまで浸漬されたとき、フラックス液面検出部９の先端がフラックス液面に接触するよう、寸法Ａだけ高く位置決めされている。本実施の形態では、フラックス槽３と連通するレベル管７を設けており、レベル管７のフラックス液面高さはフラックス槽３のフラックス液面高さと同一になるので、フラックス液面検出部９の先端がレベル管７のフラックス液面に接触するようにしている。

フラックス槽３は、昇降装置８に支えられ、例えば、エアシリンダにより昇降する。本実施の形態では、フラックス槽３はオーバーフロー槽５に収容されており、フラックス槽３の底部に接続した導管４からフラックス槽３にフラックス液２が供給される。そして、フラックス槽３の上縁からオーバーフローしたフラックス液はオーバーフロー槽５で受けて、排出管６から排出される。従って、フラックス槽３は、オーバーフロー槽５を介して昇降装置８に支えられ昇降する。

次に耳部１４にフラックス液２を塗布する手順を説明する。

保持型枠１に倒立状態で収容された極板群１０（まだ、積層体の状態）は、図示しないレールと駆動装置によって、図１の紙面奥から手前に搬送されてくる。図１（ａ）は、積層体がフラックス槽３の真上で停止した待機状態である。フラックス液２は、導管４からフラックス槽３に常時供給され、フラックス槽３の上縁からオーバーフローしている。このとき、レベル管７内のフラックス液面は、フラックス槽３内の液面と同じ高さにある。レベル管７の高さは、フラックス槽３の上縁より高くして、フラックス液が溢れないようにしておく。

上記の待機状態から、昇降装置８を作動させてフラックス槽３を上昇させ、耳部１４をフラックス槽３に導いてフラックス液２に浸漬する。この操作は、保持型枠１を下降させる動作に代えてもよい。

図１（ｂ）のように、耳部１４の先端がフラックス液２の液面から寸法Ａの深さまで浸漬されると、フラックス液面検出部９の先端がレベル管７内のフラックス液面に接触し、これにより発せられる信号により昇降装置８の作動が止まり、フラックス槽３の上昇が停止する。このようにして、保持型枠１の基準点からフラックス槽３のフラックス液面までの距離が、フラックス液面検出部９の寸法によって決まり、一定に制御される。すなわち、寸法Ａが一定になり、耳部１４へのフラックス液の塗布が一様になる。この後、フラックス槽３が下降してフラックス塗布工程が終了し、積層体は次のＣＯＳ溶接工程へ搬送される。

上記のとおりであるので、フラックス槽３内のフラックス液２を必ずしもオーバーフローさせなくとも、すなわち、フラックス液面に変動があった場合でも、寸法Ａを一定にすることができる。しかし、フラックス槽３内のフラックス液２をオーバーフローさせることにより、フラックス槽の上縁に対するフラックス液面の高さを常に一定に保てるので、フラックス槽３の昇降ストロークにも変動がなくなり好ましい。

フラックス槽３が所定距離を越えて上昇してもフラックス液面検出部９がフラックス液面を検出しないときは、これを異常と判定して信号を発し、装置の動作を停止するように設定しておけば、管路の漏液などによるフラックス液の供給異常によるトラブルを回避することができる。

本発明の一実施例を説明する。

上記実施の形態の装置及び方法に従って、フラックス槽３のフラックス液２に耳部１４を９ｍｍ浸漬させる。そのまま１秒保持後にフラックス槽３を下降させる。その後、ストラップをＣＯＳ法により鋳型成形した。

フラックス槽３の昇降ストロークを直接設定してフラックス液の塗布を行なう方法では、鋳型成形の不具合の不良が０．００４％あったのに対し、本発明の実施例では０％に改善することができ、ストラップの鋳型成形品質を高めることができた。

１ 保持型枠
２ フラックス液
３ フラックス槽
４ 導管
５ オーバーフロー槽
６ 排出管
７ レベル管
８ フラックス槽昇降装置
９ フラックス液面検出部
１０ 極板群
１１ 正極板
１２ セパレータ
１３ 負極板
１４ 耳部
１５ ストラップ

Claims (4)

1. 上縁に耳部をそれぞれ備えた正極板と負極板とその間に挟んだセパレータとの積層体を倒立状態（耳部を下側）として収容し保持する保持型枠と、フラックス槽と、保持型枠とフラックス槽の少なくとも一方の昇降装置と、保持型枠に収容した積層体の耳部先端よりその先端が所定寸法だけ高く位置決めされ保持型枠に設けられたフラックス液面検出部を備え、
   昇降装置は、フラックス液面検出部がフラックス液面に接触したとき、耳部をフラックス液に浸漬するための昇降動作を停止するよう制御されることを特徴とする鉛蓄電池の極板群の製造装置。
2. フラックス槽には、フラックス液が常にオーバーフローするように供給されることを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池の極板群の製造装置。
3. フラックス槽と連通するレベル管を設け、フラックス液面検出部がレベル管中のフラックス液面に接触するようにした請求項１又は２記載の鉛蓄電池の極板群の製造装置。
4. 昇降装置が所定距離を越えて移動してもフラックス液面検出部がフラックス液面を検出しないとき、装置の動作を停止するよう制御される請求項１〜３のいずれかに記載の鉛蓄電池の極板群の製造装置。