JP6519257B2 - 鉛蓄電池のストラップ形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉛蓄電池のストラップ形成方法に関するものである。

特許第４６２２３２１号公報（特許文献１）には、極柱部品と耳部と鉛部品とをプラズマ溶接装置のトーチからプラズマアークを噴射して溶融させ、複数の極板の耳部をつなぐストラップを形成する鉛蓄電池の製造方法の一例が開示されている。この方法においては、プラズマ溶接装置のトーチからプラズマアークを溶融鉛溜まりに噴射する回数を増やして、ストラップを形成するのと同時に極柱をストラップと一体化している。

特許第４６２２３２１号公報

特許文献１に記載の方法は、ストラップを形成する際に、有効な方法である。しかしながら鉛蓄電池の容量が大きくなってくると、ストラップの形状が大きくなるだけでなく、また極柱の熱容量も大きくなる。そのため溶融過剰や、溶融不足等の溶接不良が発生しやすくなる問題がある。

本発明の目的は、プラズマ溶接装置を用いて鉛蓄電池のストラップを形成する際に溶接不良が発生することを防止できる鉛蓄電池のストラップ形成方法を提供することにある。

本願第１の発明は、足し鉛部品を用いて、しかも極柱鉛部品のベースが短い場合を対象とする。そのため第１の発明では、次の場合を前提とする。すなわち耳部を備えた複数の正極板及び負極板を電極板をセパレータを介してそれぞれ積層して極板群を形成する。そして同極性の極板の複数の耳部がそれぞれ貫通する複数のスリットを備え且つ複数のスリットを全体的に囲む溶融鉛溜まり部を備えた治具を、極板群の複数の耳部が複数のスリットを貫通するように極板群上に配置する。

次に溶融鉛溜まり部内に、ベースに極柱を備えた極柱鉛部品と１以上の足し鉛部品とを配置する。

そして複数の耳部の一部と、極柱鉛部品のベースの一部と足し鉛部品にプラズマ溶接用のトーチからプラズマアークを噴射して、複数の耳部の一部と、極柱鉛部品のベースの一部と足し鉛部品を溶融させて得た溶融鉛を、溶融鉛溜まり部に溜めて、極柱と一体化されたストラップを形成する。本発明では、予め定めた溶接電流パターンに従って溶接電流を変更し且つ予め定めた速度パターンに従ってトーチの移動速度を変更する。

特に、第１の発明では、溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の輪郭を構成する複数の辺のうちベースに添う辺に沿ってトーチを移動させながらプラズマアークを噴射するために、溶接電流パターンが溶接電流を一定にする電流パターン部分を含み、速度パターンが、トーチをベースに向かって第１の速度で移動させ、その後トーチをベースに沿って第１の速度よりも速い第２の速度で移動させ、その後トーチを第２の速度よりも速い第３の速度でベースから離れる方向に移動させる速度パターン部分をそれぞれ含んでいる。

ベースを含む極柱鉛部品の熱容量は大きいために、プラズマ溶接用のトーチから単位時間当たりに供給する熱量を一定にした場合には、溶融不足が発生したり、溶融過剰な状態が発生しやすい。そこで本願第１の発明では、極柱鉛部品が配置される溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の一つの辺に沿ってトーチを移動させる場合に、単位時間あたりの熱量を段階的に小さくする。すなわちベースに到達する前の単位時間当たりの熱量を基準熱量とすると、ベースに沿ってトーチを動かしているときにトーチから供給する単位時間当たりの熱量を基準熱量よりも少なくし、ベースを外れた後にトーチから供給する単位時間当たりの熱量を基準熱量よりもさらに少なくする。このようにすると、トーチがベースに到達する前段階においては、ベース側に熱量を伝達してベースを予熱し、トーチがベースに達した後は、熱量を低下させてストラップと極柱との溶接部分の厚みがストラップの他の部分よりも薄くなることがないように（溶融過剰にならないように）し、トーチがベースを越えた後は、余分な熱量がストラップと極柱との溶接部分に伝わらないようにしている。このようにすると、足し鉛部品と極柱鉛部品を用いてストラップを形成する場合において、溶接不良が発生することを防止できる。

第２の発明は、足し鉛部品を用いる場合で、しかも極柱鉛部品のベースとして溶融鉛溜まり部の長手寸法と実質的に一致する長手寸法を有する長いベースを用いる場合を対象とする。第２の発明でも、耳部を備えた複数の正極板及び負極板をセパレータを介してそれぞれ積層して極板群を形成し、同極性の極板の複数の耳部がそれぞれ貫通する複数のスリットを備え且つ複数のスリットを全体的に囲む溶融鉛溜まり部を備えた治具を、極板群の前記複数の耳部が前記複数のスリットを貫通するように極板群上に配置する。

そして溶融鉛溜まり部内に、溶融鉛溜まり部の長手寸法と実質的に一致する長手寸法を有するベースと該ベースの一方の端部に極柱を備えた極柱鉛部品と１以上の足し鉛部品とを配置する。

複数の耳部の一部と、極柱鉛部品のベースの一部と足し鉛部品にプラズマ溶接用のトーチからプラズマアークを噴射して、複数の耳部の一部と、極柱鉛部品のベースの一部と足し鉛部品を溶融させて得た溶融鉛を、溶融鉛溜まり部に溜めて、極柱と一体化されたストラップを形成する。そのために、予め定めた溶接電流パターンに従って溶接電流を変更し且つ予め定めた速度パターンに従ってトーチの移動速度を変更する。

特に第２の発明では、溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の輪郭を構成する複数の辺のうちベースに添う辺に沿ってトーチを移動させながらプラズマアークを噴射するために、溶接電流パターンが溶接電流を一定にする電流パターン部分を含み、速度パターンが、トーチをベースの他方の端部から一方の端部に向かいベースに沿って第１の速度で移動させ、その後トーチの移動速度を第１の速度よりも速い第２の速度に変更し、その後トーチの移動速度を第２の速度よりも速い第３の速度に変更する速度パターン部分をそれぞれ含んでいる。

極柱鉛部品が配置される溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の一つの辺に沿ってトーチを移動させる場合に、ベースの長さが長くなると、最初からベースを含めてトーチからのプラズマアークの熱量でベースを溶融することになるが、前述の供給する熱容量と溶接部分で発生する溶接不良の関係は変わらない。したがって第２の発明によっても、足し鉛部品と極柱鉛部品を用いてストラップを形成する場合において、溶接不良が発生することを防止できる。

第２の発明においては、足し鉛部品が一度溶融した後、足し鉛部品が挿入される領域及びベースの大部分を挿入される領域の輪郭に沿ってトーチを移動させると、ベースの面積が大きくなった場合でも、溶融不良の発生を防止できる。

第１及び第２の発明において、溶接電流並びに第１の速度、第２の速度及び第３の速度は、極柱とストラップの間の溶接部分の厚みがストラップの他の部分よりも薄くなることがなく、溶接部分中に溶けない鉛が残る溶け残りが発生せず、ストラップと耳部の未溶着部分が発生しないように定められる。このようにすれば溶接不良を完全に防止することができる。

溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の輪郭は、第１の速度、第２の速度及び第３の速度でトーチを移動させる辺を第２の辺と定義したときに、一端が第２の辺の一端につながり且つ第２の辺よりもトーチの移動方向とは逆方向側に位置して第２の辺と交差する方向に延びる第１の辺と、一端が第２の辺の他端につながり且つ第２の辺よりもトーチの移動方向側に位置して第２の辺と交差する方向に延びる第３の辺と、一端が第３の辺の他端とつながり他端が第１の辺の他端とつながる第４の辺とを有する形状を有している。この場合、速度パターン及び溶接電流パターンは、第２の辺、第３の辺及び第４の辺に沿ってトーチを移動させるときには、第１の辺に沿ってトーチを移動させるときの溶接電流よりも小さい溶接電流で且つ第１の辺に沿ってトーチを移動させるときの移動速度よりも速い速度でトーチを移動させるように、溶接電流パターン及び前記速度パターンが構成されているのが好ましい。このようにすると極柱鉛部品と隣接しない辺におけるトーチからの供給熱量を適宜に制限して、溶接不良の発生を防止できる。

トーチは、第２の辺に沿って移動するときに、仮想水平面に対して第４の辺側に９８度±１度の角度範囲内の角度傾斜しているのが好ましい。トーチがこのような角度もって第２の辺に沿って移動すると、足し鉛部品及び極柱鉛部品のベースを貫通して耳部まで到達するように、プラズマアークを噴射することができる。その結果、溶接を確実に行える。

第１の辺の他端を基点として、第２の辺、第３の辺そして第４の辺の順番で、トーチを移動させるトーチの移動パターンを採用するときに、第２の辺に沿ってトーチを移動させる際には、トーチは仮想水平面に対して第４の辺側に所定の角度傾斜しているのが好ましい。このようにするとベースの底部まで確実にプラズマアークを到達させることができる。

第２の辺及び第４の辺に沿ってトーチを移動させる際に、トーチは仮想水平面に対して９０度となる姿勢にあるのが好ましい。このようにすると溶融鉛がスリットから落下することを防止できる。

具体的には、ストラップの平均厚みが、６〜１０mmの範囲の値であり、ストラップの幅寸法が１６〜２８mmの範囲の値であるときに、第１の速度、第２の速度及び第３の速度は、１９±１０mm／secの範囲内の速度であり、溶接電流が１９５±１０Ａの範囲内の値であることが好ましい。このようにすると、溶接不良の発生を極力低減できる。

足し鉛部品の形状は任意であるが、長手方向と直交する方向の断面形状がＥ字状を呈している足し鉛部品を用いると、溶融鉛が耳部の周囲に回り込み易くなり、さらに溶接不良が発生し難くなる。

（ａ）は本発明のストラップ形成方法の第１の実施の形態におけるトーチのストラップ上の移動経路を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示したトーチの移動経路上の速度パターンを表すグラフであり、（ｃ）は（ａ）に示したトーチの移動経路上の溶接電流パターンを表すグラフである。 （ａ）は図１のストラップ形成方法の第１の実施の形態におけるストラップ形成の工程の一部を説明する図であり、（ｂ）はトーチの角度を変更する場合を示す概略図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明のストラップ形成方法の第２の実施の形態を説明するために用いる図であり、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）とそれぞれ同様の図である。 第１の実施の形態及び第２の実施の形態が適用可能なモノブロック式鉛蓄電池の電槽内上面概略図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、一般的なストラップ形成の各工程を説明する図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明のストラップ形成方法の実施の形態について説明する。最初に、本発明のストラップ形成方法が適用可能な鉛蓄電池の構造について簡単に説明する。
（一般的なストラップ溶接方法）
まず本発明の前提を理解するために、図４に示すモノブロック式鉛蓄電池について説明する。図４において、電槽１３は、横２行×縦３列のマトリクス状に並んだ６つのセルに仕切られており、各セルに極板群１１がそれぞれ収容されている。各極板群１１は、複数の電極板が、セパレータ（図示していない）を介して積層されてなる。各極板群１１の複数の正極板及び負極板は、それぞれ一対のストラップ３にまとめて電気的に接続されている。隣接するセルの間は、ストラップ３から突出した極柱同士が貫通溶接されることにより電気的に接続される。すなわち図４においては、同じ行のセル間では中間部極柱２同士が貫通溶接され、左端の列のセル間は渡り部極柱１同士が貫通溶接されている。右端の列の２つのセルの右側のストラップ３からは、外部端子である正極端子１４と負極端子１５が突出している。

図５には、図４の渡り部極柱１と一体化したストラップ３が形成される工程（第３の実施の形態を含む）が示されている。

まず、極板群１１を形成する各極板から延びる複数の耳部５が複数のスリットを貫通するように櫛歯（治具）１６が配置されて、複数のスリットを全体的に囲むように、上面が開口した凹部である溶融鉛溜まり部が形成される。溶融鉛溜まり部は、平面視長方形のスリットのある部分と、平面視ほぼ三角形のスリットのない平坦部分とを組み合わせた平面視台形形状を有している。

次に平面視ほぼ三角形のベース８と、ベース８の一端から突出した抵抗溶接部６とを有する渡り部極柱１が、溶融鉛溜まり部内に配置される。渡り部極柱１のベース８は、平面形状が同一である溶融鉛溜まり部内のスリットのない平坦部分の底面上にぴったり嵌め込まれる。ベース８は、溶融鉛溜まり部の長手寸法と一致する長手寸法を有する。この状態を図５（ａ）に示す。

次に図５（ｂ）に示すように、溶融鉛溜まり部内のうち足し鉛部品を入れる領域でスリットのある部分の上に適量の足し鉛部品１８が配置される。ここでは、足し鉛部品１８は四角柱状であって、スリットのある部分をほぼ覆っている。足し鉛は、粒状、断面コの字の棒状のような他の形状でもよい。なお本明細書において足し鉛、ベース、鉛部品等を構成する金属を指す語の「鉛」には、鉛を主とする鉛合金を含むものとする。

足し鉛部品１８を配置した後、プラズマ溶接用のトーチ１７からプラズマアークを噴射する。プラズマアークを噴射することにより、複数の耳部５の一部と、渡り部極柱１のベース８の一部と、足し鉛部品１８とを溶解させて得た溶融鉛を、溶融鉛溜まり部に溜めて、渡り部極柱１と一体化したストラップ３を形成する［図５（ｂ）］。

図４の正極端子１４及び負極端子１５を備えたストラップを形成する場合も同様であり、複数の耳部５の一部と極柱鉛部品のベースにトーチ１７からプラズマアークを噴射して、複数の耳部５の一部とベースを溶融させて得た溶融鉛を、溶融鉛溜まり部に溜め、極柱と一体化されたストラップ３を形成する。トーチ１７の移動速度と溶接電流を予め定めた速度パターン及び溶接電流パターンについては後述する。

図５（ｃ）に示すように、溶融鉛溜まり部内の溶融鉛が凝固した後、櫛歯１６を外すと各耳部５に連結され、渡り部極柱１が突設されたストラップ３が完成する。

上述のように図４のモノブロック式鉛蓄電池には３種類の極柱が含まれる。各極柱と一体のストラップを形成する場合、それぞれの極柱に特に適合するトーチ１７の移動経路上における速度パターン及び溶接電流パターンが存在する。さらに、好適な速度パターン及び溶接電流パターンは、ベースに極柱を備えた極柱鉛部品のベースが短い場合と長い場合とで異なってくる。以下、これらについて、溶接不良の発生を防止する作用効果に優れた各実施の形態についてそれぞれ説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態は、極柱鉛部品１０のベース１２が短い場合、すなわち溶融鉛溜まり部の輪郭を構成する複数の辺のうちベース１２に添う辺は、一辺全体ではなく、一部のみがベース１２に沿う場合であり、正極端子１４（負極端子１５）と一体化されたストラップ３（図４）を形成する。

図１（ａ）には、極柱である正極端子１４がベース１２から突出している極柱鉛部品１０と便宜上１つのものとして描いた足し鉛部品１８とを図示しない溶融鉛溜まり部に収納した状態を線図で示したものの平面図を示している。ただし実際の極柱鉛部品１０及び足し鉛部品１８は、表面に凹凸があるため、図１（ａ）のように輪郭が綺麗な直線となることはない。むしろ図１（ａ）における足し鉛部品１８の輪郭は、溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品１８を入れる領域の輪郭を示しているものと見ることができる。溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品１８を入れる領域の輪郭として見た場合、この輪郭は第１の辺Ｓ１乃至第４の辺Ｓ４を有しているものと見ることができる。この輪郭は、後述する第１の速度Ｖ１、第２の速度Ｖ２及び第３の速度Ｖ３でトーチ１７を移動させる辺を第２の辺Ｓ２と定義したときに、一端が第２の辺Ｓ２の一端につながり且つ第２の辺Ｓ２よりもトーチの移動方向とは逆方向側に位置して第２の辺Ｓ２と交差する方向に延びる第１の辺Ｓ１と、一端が第２の辺Ｓ２の他端につながり且つ第２の辺よりもトーチ１７の移動方向側に位置して第２の辺Ｓ２と交差する方向に延びる第３の辺Ｓ３と、一端が第３の辺Ｓ３の他端とつながり他端が第１の辺Ｓ１の他端とつながる第４の辺Ｓ４とを有する。以下の説明では、場合によって、この輪郭を構成する辺を利用して説明する場合がある。

図１（ａ）には、トーチ１７の移動経路を説明するために地点符号（０）〜（９）と矢印により描かれたトーチ１７の移動経路を示してある。移動経路は図１（ａ）において、左下の地点（０）を始点に、足し鉛部品を入れる領域の輪郭の四辺Ｓ１乃至Ｓ４に沿って、時計回りにほぼ一周して構成される。なお、トーチ１７がプラズマアークを噴射して足し鉛部品１８や耳部５を溶融して初めてストラップ３が形成されるので、アークの太さ等を考慮すると、実際の移動経路は溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の輪郭よりも内側の位置になる。

図２（ａ）に示すように、正極端子１４が突出するベース１２は、組み合わされた櫛歯１６の上面に形成される凹部である溶融鉛溜まり部の平坦部分に嵌め込まれるように配置され、足し鉛部品１８は溶融鉛溜まり部のうちスリットのある部分のスリットを抜けて耳部５が突き出たその上に配置される。本実施例で用いる足し鉛部品１８は、長手方向と直交する方向の断面形状がＥ字形状をなしている。このような断面形状を有する足し鉛部品１８を用いると、溶融鉛が耳部５の周囲に回り込み易くなる。なお足し鉛部品１８の形状は任意であり、長手方向と直交する方向の断面形状がコまたはＵ字状を呈するものでもよい。この状態で図２（ｂ）に示すトーチ１７を図１（ａ）の移動経路に従って移動させつつプラズマアークを噴射すると、正極端子１４と極板群１１の耳部５とを接続するストラップ３が形成される。

このような移動経路にすると、地点（０）〜（１）ではトーチ１７の着火から第１の辺Ｓ１に沿う領域にある足し鉛部品１８をプラズマアークにより溶融させる。地点（１）〜（４）の第２の辺Ｓ２に沿ってトーチ１７を移動させるときには、ベース１２の一部と耳部５の一部と足し鉛部品１８とを溶融させる。地点（４）〜（５）の第３の辺Ｓ３にそってトーチ１７を移動させるときには、第３の辺Ｓ３に沿う領域にある足し鉛部品１８を溶融させる。地点（５）〜（８）の第４の辺Ｓ４に沿ってトーチ１７を移動させるときには、第４の辺Ｓ４に沿う領域にある足し鉛部品１８を溶融させ且つ溶融鉛の表面のならしを行う。そして地点（８）〜（９）ではトーチ１７の引き上げまたは帰還動作を行う。

図１（ｂ）及び（ｃ）に、本実施の形態において使用する、トーチ１７の移動速度と溶接電流をそれぞれ予め定めた速度パターン及び溶接電流パターンを示す。まず、溶接電流を一定（第１電流）にして、トーチ１７を地点（０）から（１）まで一定速度（第１速度領域）で移動させる。次に、トーチ１７を第２の辺Ｓ２に沿って移動させるときには、地点（０）から（１）までの速度よりも遅い第２速度領域において速度を変える。地点（１）から（２）までは、ベース１２に向かって第１の速度Ｖ１で右方に移動させる。次に、トーチ１７を第１の速度Ｖ１よりも速い第２の速度Ｖ２で、地点（２）から（３）まで移動させる。そして第２の速度よりも速い第３の速度Ｖ３で、地点（３）から（４）まで、ベース１２から離れる方向にトーチ１７を移動させる。地点（１）から（４）まで第２の辺Ｓ２に沿ってトーチ１７が移動する間、溶接電流（第２電流）は一定である（但し地点（０）から（１）まで移動する場合よりもより電流値は高い）。

このような速度パターンを含むことにより、ストラップを形成する際の溶接不良の発生を防止することができる。すなわち、ベース１２を含む極柱鉛部品の熱容量は大きいので、ベース１２との位置関係に拘わらず、トーチ１７から単位時間当たりに供給する熱量を一定にした場合には、溶融不足や溶融過剰が発生する可能性がある。そのため第１の実施の形態では、極柱鉛部品１０を含む第２の辺Ｓ２に沿ってトーチ１７を移動させる場合には、トーチ１７の移動速度を変えることによって、単位時間当たりの熱量を調整している。

すなわち、ベース１２に到達していない地点（１）から（２）までの移動中は、最も単位時間当たりの熱量を大きくするために、最も遅い第１の速度Ｖ１でトーチ１７を移動させる。この区間では、トーチ１７から供給される熱は、ベース１２、足し鉛部品１８及び耳部５を溶融するほか、まだ熱せられていない正極端子１４にもかなり吸収される。よって、正極端子１４に吸収されたとしても、ベース１２、足し鉛部品１８及び耳部５が十分に溶融される熱を供給できるように、最も遅い第１の速度Ｖ１でトーチ１７を移動させることにより、供給される熱量を大きくして、溶融不足の発生を防止するようにしている。

次にベース１２に達した地点（２）から（３）までをトーチ１７が移動する間は、第１の速度Ｖ１よりも速い第２の速度Ｖ２でトーチ１７を移動させる。これにより、トーチ１７が地点（１）から（２）まで移動する間に、やや熱せられた正極端子１４に吸収される分を差し引いた適正な熱量がベース１２、足し鉛部品１８及び耳部５に供給されて、溶融不足や溶融過剰の発生が防止される。

続いてベース１２を外れて離れる方向に移動している地点（３）から（４）までトーチ１７が移動している間は、第１の速度Ｖ１及び第２の速度Ｖ２に比べ最も速い第３の速度Ｖ３でトーチ１７を移動させる。この段階では正極端子１４は十分に加熱されており、ほとんど熱を吸収しないので、トーチ１７から供給される熱はほとんどがベース１２、足し鉛部品１８及び耳部５を溶融するために使用される。よって溶融過剰を起こさないように、単位時間当たりに供給される熱量をより小さくするべく、トーチ１７を最も速い速度で移動させるように構成されている。

トーチ１７を第３の辺Ｓ３に沿って地点（４）から（５）へ移動させ、次に第４の辺Ｓ４に沿って地点（５）から（８）へ移動させ、最後に地点（８）から（９）へとトーチ１７を帰還させる各部分の速度は速度パターンから得られる。この区間における速度と電流も、溶融不足や溶融過剰の発生を防止するように定められる。

このような速度パターン及び溶接電流パターンは、トーチ１７を含むプラズマ溶接ロボットにティーチングすることにより予め定められ、実行される。

以上のように本発明の第１の実施の形態によると、トーチ１７がベース１２に到達する前段階においては、ベース１２側に熱量を伝達してベース１２及び正極端子１４を予熱し、トーチ１７がベース１２に達した後は、溶融不足が生じない程度に熱量を低下させて完成したストラップ３と正極端子１４との溶接部分の厚みがストラップ３の他の部分よりも薄くなることがないように（溶融過剰にならないように）している。そして、トーチ１７がベース１２を越えた後は、余分な熱量がストラップ３と正極端子１４との溶接部分に伝わらないようにしている。このようにすると、足し鉛部品１８と正極端子１４を用いてストラップ３を形成する場合において、溶接不良が発生することを防止できる。

上記実施の形態のように、第１の辺Ｓ１の他端を基点として、第２の辺Ｓ２、第３の辺Ｓ３そして第４の辺Ｓ４の順番で、トーチ１７を移動させるトーチ１７の移動パターンを採用するときに、第２の辺Ｓ２に沿ってトーチ１７を移動させる際には、図２（ｂ）に示すように、トーチ１７は仮想水平面に対して第４の辺Ｓ４側に所定の角度傾斜しているのが好ましい。これは図２（ｂ）に示すように、第２の辺Ｓ２に沿ってトーチ１７を移動させる際に、トーチ１７が極柱鉛部品１０の極柱１４と衝突することを避けるためと、足し鉛部品１８及びベース１２までプラズマを照射して、両者をしっかりと溶融させるためである。このようにすると足し鉛部品１８の奥にあるベース１２をしっかりと溶融させることができる。

ここで仮想水平面は、第１乃至４の辺Ｓ１乃至Ｓ４が全て含まれる仮想の面である。

また第２の辺Ｓ２及び第４の辺Ｓ２に沿ってトーチ１７を移動させる際に、トーチ１７は仮想水平面に対して９０度となる姿勢にあるのが好ましい。

本実施の形態を具体的に適用する場合には、具体的には、ストラップの平均厚みが、６〜１０mmの範囲の値であり、ストラップの幅寸法が１６〜２８mmの範囲の値であるときに、第１の速度、第２の速度及び第３の速度は、１９±１０mm／secの範囲内の速度であり、溶接電流が１９５±１０Ａの範囲内の値であることが好ましい。このようにすると、溶接不良の発生を極力低減できる。
（第２の実施の形態）
図３（ａ）に示すように、第２の実施の形態は、足し鉛部品１８を用いる場合で、しかも極柱鉛部品のベース８として溶融鉛溜まり部の長手寸法と実質的に一致する長手寸法を有する、長いベース８を備えた図４及び図５に示した渡り部極柱（極柱鉛部品）１を用いる場合を対象とする。図３（ｂ）及び（ｃ）は、溶接を行う際のプラズマトーチ１７の速度パターン及び電流パターンを示している。

第２の実施の形態においては、溶融鉛溜まり部内に、溶融鉛溜まり部の長手寸法と実質的に一致する長手寸法を有するベース８と、ベース８の一方の端部に極柱となる抵抗溶接部６を突設した渡り部極柱１（極柱鉛部品）と、足し鉛部品１８とを配置する。複数の耳部５の一部と、ベース８の一部と、足し鉛部品１８にトーチ１７からプラズマアークを噴射して、複数の耳部５の一部と、ベース８の一部と、足し鉛部品１８を溶融させて得た溶融鉛を、溶融鉛溜まり部に溜めて、図５（ｃ）に示すように、極柱と一体化されたストラップ３を形成する。そのために、予め定めた溶接電流パターンに従って溶接電流を変更し且つ予め定めた速度パターンに従ってトーチ１７の移動速度を変更するようにする。

図３（ａ）にも図１と同様に、トーチ１７の移動経路を説明するために地点（０）〜（１２）と矢印により描かれた移動経路を示す。出発地点（０）から（８）までのトーチ１７の移動経路は、図１の第１の実施の形態と同様である。また第１の実施形態と同様に、足し鉛部品を挿入する領域の輪郭には、第１の辺Ｓ１乃至第４の辺Ｓ４の符号を付してある。第２の実施の形態でも、第２の辺Ｓ２に沿ってトーチ１７を移動させる場合の速度パターンは、地点（１）から（２）まで移動させるときには、トーチ１７を第１の速度Ｖ１で移動させ、その後地点（２）から（３）まで移動させるときには、トーチ１７の移動速度を第１の速度Ｖ１よりも速い第２の速度Ｖ２に変更し、その後地点（３）から（４）まで移動させるときには、トーチ１７の移動速度を第２の速度よりも速い第３の速度Ｖ３に変更する速度パターン部分をそれぞれ含んでいる。この速度パターン部分以前の出発地点（０）〜（１）及び地点（４）以降の速度パターン及び溶接電流パターンは、ここでは限定されない。ただし本実施の形態では、地点（９）〜（１２）をトーチ１７が移動する追加の移動経路がある。この追加の移動経路（９）〜（１２）は、足し鉛部品１８が一度溶融した後、足し鉛部品１８が挿入される領域及びベース８の大部分が挿入される領域の輪郭に沿ってトーチ１７を移動させるものである。これはベース８の面積が広い場合において、溶融不良が発生することを防止するために実施される。なおこの追加の移動経路は、本実施の形態に限定されるものではない。

渡り部極柱１が配置される一つの辺Ｓ２に沿ってトーチ１７を移動させる場合に、ベース８の長さが長くなると、最初からベース８を含めてトーチ１７からのプラズマアークの熱量でベース８を溶融することになるが、供給する熱容量と溶接部分で発生する溶接不良の関係は変わらない。したがって第２の実施の形態によっても、足し鉛部品１８と渡り部極柱（極柱鉛部品）１を用いてストラップを形成する場合において、溶接不良が発生することを防止できる。

第１及び第２の実施の形態において、溶接電流並びに第１の速度Ｖ１、第２の速度Ｖ２及び第３の速度Ｖ３は、極柱とストラップの間の溶接部分の厚みがストラップの他の部分よりも薄くなることがなく、溶接部分中に溶けない鉛が残る溶け残りが発生せず、ストラップと耳部の未溶着部分が発生しないように定められる。このようにすれば溶接不良を完全に防止することができる。

本発明によれば、極柱鉛部品が配置される溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の一つの辺に沿ってトーチを移動させる場合に、単位時間あたりの熱量を段階的に小さくする。すなわちベースに到達する前の単位時間当たりの熱量を基準熱量とすると、ベースに沿ってトーチを動かしているときにトーチから供給する単位時間当たりの熱量を基準熱量よりも少なくし、ベースを外れた後にトーチから供給する単位時間当たりの熱量を基準熱量よりもさらに少なくする。このようにすると、トーチがベースに到達する前段階においては、ベース側に熱量を伝達してベースを予熱し、トーチがベースに達した後は、熱量を低下させてストラップと極柱との溶接部分の厚みがストラップの他の部分よりも薄くなることがないように（溶融過剰にならないように）し、トーチがベースを越えた後は、余分な熱量がストラップと極柱との溶接部分に伝わらないようにしている。このようにすると、足し鉛と極柱鉛部品を用いてストラップを形成する場合において、溶接不良が発生することを防止できる。

３ ストラップ
５ 耳部
８ ベース
１０ 極柱鉛部品
１１ 極板群
１２ ベース
１３ 電槽
１４ 正極端子
１５ 負極端子
１６ 櫛歯
１７ プラズマトーチ
１８ 足し鉛部品

Claims (9)

1. 耳部を備えた複数の正極板及び負極板をセパレータを介してそれぞれ積層して極板群を形成し、
   同極性の極板の複数の耳部がそれぞれ貫通する複数のスリットを備え且つ前記複数のスリットを全体的に囲む溶融鉛溜まり部を備えた治具を、前記極板群の前記複数の耳部が前記複数のスリットを貫通するように前記極板群上に配置し、
   前記溶融鉛溜まり部内に、ベースに極柱を備えた極柱鉛部品と１以上の足し鉛部品とを配置し、
   前記複数の耳部の一部と、前記極柱鉛部品の前記ベースの一部と前記足し鉛部品にプラズマ溶接用のトーチからプラズマアークを噴射して、前記複数の耳部の一部と、前記極柱鉛部品の前記ベースの一部と前記足し鉛部品を溶融させて得た溶融鉛を、前記溶融鉛溜まり部に溜めて、前記極柱と一体化されたストラップを形成するために、予め定めた溶接電流パターンに従って溶接電流を変更し且つ予め定めた速度パターンに従って前記トーチの移動速度を変更することにより鉛蓄電池のストラップを形成する方法であって、
   前記溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の輪郭を構成する複数の辺のうち前記ベースに添う辺に沿って前記トーチを移動させながら前記プラズマアークを噴射するために、前記溶接電流パターンが前記溶接電流を一定にする電流パターン部分を含み、前記速度パターンが前記トーチを前記ベースに向かって第１の速度で移動させ、その後前記トーチを前記ベースに沿って前記第１の速度よりも速い第２の速度で移動させ、その後前記トーチを前記第２の速度よりも速い第３の速度で前記ベースから離れる方向に移動させる速度パターン部分を含んでおり、
   前記溶接電流並びに前記第１の速度、前記第２の速度及び前記第３の速度は、前記極柱と前記ストラップの間の溶接部分の厚みが前記ストラップの他の部分よりも薄くなることがなく、前記溶接部分中に溶けない鉛が残る溶け残りが発生せず、前記ストラップと前記耳部の未溶着部分が発生しないように定められていることを特徴とする鉛蓄電池のストラップ形成方法。
2. 耳部を備えた複数の正極板及び負極板をセパレータを介してそれぞれ積層して極板群を形成し、
   同極性の極板の複数の耳部がそれぞれ貫通する複数のスリットを備え且つ前記複数のスリットを全体的に囲む溶融鉛溜まり部を備えた治具を、前記極板群の前記複数の耳部が前記複数のスリットを貫通するように前記極板群上に配置し、
   前記溶融鉛溜まり部内に、前記溶融鉛溜まり部の長手寸法と一致する長手寸法を有するベースと該ベースの一方の端部に極柱を備えた極柱鉛部品と１以上の足し鉛部品とを配置し、
   前記複数の耳部の一部と、前記極柱鉛部品の前記ベースの一部と前記足し鉛部品にプラズマ溶接用のトーチからプラズマアークを噴射して、前記複数の耳部の一部と、前記極柱鉛部品の前記ベースの一部と前記足し鉛部品を溶融させて得た溶融鉛を、前記溶融鉛溜まり部に溜めて、前記極柱と一体化されたストラップを形成するために、予め定めた溶接電流パターンに従って溶接電流を変更し且つ予め定めた速度パターンに従って前記トーチの移動速度を変更することにより鉛蓄電池のストラップを形成する方法であって、
   前記溶融鉛溜まり部のうち足し鉛部品を入れる領域の輪郭を構成する複数の辺のうち前記ベースに添う辺に沿って前記トーチを移動させながら前記プラズマアークを噴射するために、前記溶接電流パターンが前記溶接電流を一定にする電流パターン部分を含み、前記速度パターンが前記トーチを前記ベースの他方の端部から前記一方の端部に向かい前記ベースに沿って第１の速度で移動させ、その後前記トーチの移動速度を前記第１の速度よりも速い第２の速度に変更し、その後前記トーチの移動速度を前記第２の速度よりも速い第３の速度に変更する速度パターン部分を含んでおり、
   前記溶接電流並びに前記第１の速度、前記第２の速度及び前記第３の速度は、前記極柱と前記ストラップの間の溶接部分の厚みが前記ストラップの他の部分よりも薄くなることがなく、前記溶接部分中に溶けない鉛が残る溶け残りが発生せず、前記ストラップと前記耳部の未溶着部分が発生しないように定められていることを特徴とする鉛蓄電池のストラップ形成方法。
3. 前記足し鉛部品が一度溶融した後、足し鉛部品が挿入される領域及びベースの大部分を挿入される領域の輪郭に沿ってトーチを移動させる請求項２に記載の鉛蓄電池のストラップ形成方法。
4. 前記領域の輪郭は、前記第１の速度、前記第２の速度及び前記第３の速度で前記トーチを移動させる辺を第２の辺と定義したときに、一端が前記第２の辺の一端につながり且つ前記第２の辺よりも前記トーチの移動方向とは逆方向側に位置して前記第２の辺と交差する方向に延びる第１の辺と、一端が前記第２の辺の他端につながり且つ前記第２の辺よりも前記トーチの移動方向側に位置して前記第２の辺と交差する方向に延びる第３の辺と、一端が前記第３の辺の他端とつながり他端が前記第１の辺の他端とつながる第４の辺とを有する形状を有しており、
   前記速度パターン及び溶接電流パターンは、前記第１の辺、前記第３の辺及び前記第４の辺に沿って前記トーチを移動させるときには、前記第２の辺に沿って前記トーチを移動させるときの前記溶接電流よりも小さい溶接電流で且つ前記第２の辺に沿って前記トーチを移動させるときの前記移動速度よりも速い速度で前記トーチを移動させるように、前記溶接電流パターン及び前記速度パターンが構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鉛蓄電池のストラップ形成方法。
5. 前記トーチは、前記第２の辺に沿って移動するときに、仮想水平面に対して前記第４の辺側に所定の角度傾斜している請求項４に記載の鉛蓄電池のストラップ形成方法。
6. 前記第１の辺の他端を基点として、前記第２の辺、前記第３の辺そして前記第４の辺の順番で、トーチを移動させるトーチの移動パターンを採用するときに、前記第２の辺に沿って前記トーチを移動させる際には、前記トーチは前記仮想水平面に対して前記第４の辺側に所定の角度傾斜している請求項４に記載の鉛蓄電池のストラップ形成方法。
7. 前記第２の辺及び前記第の４辺に沿って前記トーチを移動させる際に、前記トーチは前記仮想水平面に対して９０度となる姿勢にある請求項６に記載の鉛蓄電池のストラップ形成方法。
8. 前記ストラップの平均厚みが、６〜１０mmの範囲の値であり、前記ストラップの幅寸法１６〜２８mmの範囲の値であるときに、前記第１の速度、前記第２の速度及び前記第３の速度は、１９±１０mm／secの範囲内の速度であり、前記溶接電流が１９５±１０Ａの範囲内の値である請求項１に記載の鉛蓄電池のストラップ形成方法。
9. 前記足し鉛部品は、長手方向と直交する方向の断面形状がＥ字状を呈していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の鉛蓄電池のストラップ形成方法。
   

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