JPH04322862A - 鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池用格子体の連続
鋳造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池用の格子体は一般的に重力鋳造
法または機械加工法によって製造されている。重力鋳造
法はブックモールドと呼ばれる格子体の形状を彫り込ん
だ一対の合わせ鋳型に溶湯を流し込んで図８（Ａ）に示
すような形状の格子体を１枚ずつ製造する方法である。 この方法では格子体の製造がバッチ式であるため格子体
の生産能率が悪く、また、あと工程であるペースト充填
工程とのつながりを連続にできない欠点がある。

【０００３】そのため近年従来の重力鋳造法にかわる格
子体の製造方法として機械加工法が採用されるようにな
った。この機械加工法の代表的なものにエキスパンド方
式による格子体の製造方法がある。この方式によって製
造された格子体は図８（Ｂ）に示すような形状であって
、あと工程とのつながりも連続的にできるため極板の生
産性は著しく向上したが、その反面次のような欠点があ
った。

【０００４】まずエキスパンド格子を製造するためには
鉛合金の地金を圧延などの方法によってシート状にしな
ければならない。ついでこの鉛合金シートを展開機にか
けてエキスパンド格子に加工するわけであるが、鉛合金
シートの製造やその展開に非常に大がかりな装置が必要
となる上に、この方式で製造できる格子体はおもに鉛ー
カルシウム合金に限られ、通常鉛蓄電池によく用いられ
る鉛ーアンチモン合金に適用するのは難しい。さらに致
命的な欠点は図８（Ｂ）の格子形状から容易に推察でき
るようように、格子体が非常に伸びやすいという点であ
る。とくに、エキスパンド格子を正極板に用いた場合は
電池の充放電による格子の著しい伸びで、正極板が負極
ストラップに接触して短絡を起こし、電池の寿命が短い
という欠点があった。また、格子体の電気抵抗が大きく
、電池の電圧特性が悪いという欠点もある。

【０００５】そこでこれらの欠点を解決するために提案
されたのが鋳造法による連続的な格子体の製造方法であ
る。これまでにも種々の考案がなされているが、例えば
米国特許第４，３４９，０６７号によれば、格子体の形
状を彫り込んだ回転ドラムにシューと称する溶湯供給部
を当接し、該ドラムとシューとの間に形成された鋳型の
溝を溶湯で満たして連続的に格子体を鋳造する装置が記
載されている。従来の提案はいずれも基本的には上述し
た方式によっているが、なお、いくつかの欠点を有して
いる。

【０００６】すなわち、この方式で鋳造される格子体は
、その形状がドラムの外周に彫り込まれているだけであ
るから、図７に示すような断面形状となり、この形状か
ら予想されるように、図６に示す断面形状を有する従来
の合わせ鋳型を用いた重力鋳造法による格子体に比べて
、充填したペーストが脱落しやすいという欠点があった
。

【０００７】また、溶湯の供給部であるシューは固定さ
れているため、ドラムはシューに対して摺動しながら回
転することになり、製造された格子体のシュー面側には
多数の鋳巣が生じ、とくに正極板に使用した場合には格
子の腐食が著しいため、やはり寿命性能のよい電池が得
られないという欠点があった。

【０００８】さらに、上記の連続鋳造法では鋳型に供給
された溶湯の冷却が困難なため、Ｐｂ−Ｃａ　合金やＰ
ｂ−　低Ｓｂ合金など比較的凝固範囲の狭い鉛合金の格
子体しか製造できないし、厚みの大きな格子体の製造は
できないという欠点もあった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の鉛蓄電池用格子体製造法では製造能率が悪かったり、
製造能率が良くても格子体の特性が悪いものであった。 このような従来の欠点を解消することが本発明によって
解決しょうとする課題である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、多数の短冊状
鋳型を蝶番機構によって環状に連結した一対の鋳型を対
向させ同期して循環するように配置し、対向する複数個
の短冊状鋳型の背面を常に押圧して一対の合わせ鋳型を
形成せしめた格子体の連続鋳造装置において、合わせ鋳
型の進行方向が低くなるように環状鋳型を傾斜させた構
造であって、隣接する短冊状鋳型間を連絡する横方向の
格子桟の数を制限した格子体形状の彫り込み溝を有する
鋳型とし、この鋳型内に溶湯を連続的に供給することに
より、上述した従来のバッチ式合わせ鋳型で鋳造できる
特性の格子体を連続的に製造することを可能にした。

【００１１】

【実施例】図１は本発明による鉛蓄電池用格子体の連続
鋳造装置本体の平面図およびそのＤ−Ｄ断面図である。 図において１は短冊状鋳型であって、その一平面には格
子体の形状が彫り込まれている。その背面は隣接する短
冊状鋳型と蝶番機構により連結するためのチェーンの１
コマ２が取り付けてあり、これによって多数の短冊状鋳
型が連結されて環状の鋳型Ａを形成している。３および
４もそれぞれ同じ構成の短冊状鋳型およびチェーンの１
コマであって、環状鋳型Ａと対になる環状鋳型Ｂを形成
している。一対の環状鋳型ＡおよびＢはそれぞれ一対の
スプロケット５、５′間および６、　６′間を同期して
循環するようになっている。

【００１２】上記一対のスプロケット間の直線部分７に
おいては、環状鋳型ＡおよびＢを相互に圧接せしめて合
わせ鋳型を構成するとともに、環状鋳型はＤ−Ｄ断面図
に示すように、鋳型の進行方向が低くなるよう水平面に
対してθの角度で傾斜させてある。

【００１３】ここで図１のＣーＣ断面を示す図２によっ
て短冊状鋳型をさらに説明すれば、同図において１およ
び３は短冊状鋳型であって、８および９は格子体形状の
彫り込み溝である。短冊状鋳型１および３の格子体形状
彫り込み面側上端は斜めに切削した部分１０および１１
が設けてあり、一対の短冊状鋳型を相互に圧接した状態
ではＶ字形の溝を形成する。１２、１３はそれぞれ一対
の短冊状鋳型１および３によって形成される合わせ鋳型
がずれないように固定するためのピン穴とピンである。

【００１４】鋳型１および３の背面左右にはコ字状の凹
部に取り付けた滑車１４、１４′および１５、１５′が
あり、鋳型１は固定板１６上のＶ字形レール１６′上を
、鋳型３はそれを押圧するためのエアーシリンダー１７
を介して固定板１８に取り付けた可動板１９のＶ字形レ
ール１９′上をそれぞれ滑らかに移動しうるようになっ
ている。

【００１５】２、２′および４、４′はそれぞれ短冊状
鋳型１および３の上下に取り付けたチェーンの１コマで
あって、これによって多数の短冊状鋳型を連結する。２
０は鋳型を加熱するための装置である。溶湯の供給は図
１における鋳型の直線部分７の前方に設ける。しかし、
あまり前方過ぎると、一対の短冊状鋳型が合わせ鋳型を
形成するまでに溶湯が流入して漏れる危険性があるので
、溶湯供給口１２の位置には注意が必要である。

【００１６】前述したように環状鋳型を水平に対して傾
斜させたのは、溶湯の漏れを防止するためであり、これ
によって鋳型内に流入した溶湯の冷却時間を多少とも長
く取ることができ、装置そのものもコンパクトにするこ
とができる。

【００１７】図３（Ａ）は短冊状鋳型１の一平面に彫り
込んだ格子体形状の正面図を示す。ここで格子体の横方
向の上部親桟に相当する部分の彫り込み２２と下部親桟
に相当する部分２１のみは、図３（Ｂ）の側面図に示す
ように外部と連絡できるようにしてあり、それ以外の横
方向の小桟２３は外部と連絡できないように個々の鋳型
で彫り込み溝を独立させてある。２４は縦方向の格子桟
であり、２５は鋳型上部の帯状の彫り込み部である。こ
こで彫り込み２１と２２を短冊状鋳型の片側にのみ設け
、他方は横方向の小棧２３が外部と連絡した形状にして
もよい。

【００１８】次に本発明の連続鋳造装置を用いて、鉛ー
アンチモン系の連続格子を鋳造した実施例を説明する。 まず、エアーシリンダー１７を作動させて環状鋳型Ａと
Ｂの直線部分７における環状鋳型を押圧して合わせ鋳型
とし、ついでスプロケット５に接続した駆動装置（図は
省略した）を作動させると、スプロケットの歯に噛み合
ってチェーンが移動し、それとともにチェーンに接続し
た短冊状鋳型は図１の矢印の方向に移動する。

【００１９】次に合わせ鋳型の背面に設けた加熱装置２
０を作動させ、鋳型温度が１５０゜Ｃ前後に達したなら
離型剤を鋳型表面に塗布する。この時鋳型の温度は下が
るので、再び温度が上昇して鋳型が１６０〜１７０゜Ｃ
に達したら、あらかじめ４５０〜４８０゜Ｃに昇温した
溶湯を供給ノズルから合わせ鋳型のＶ字形溝に注入する
。

【００２０】溶湯は個々の合わせ鋳型の格子体形状の彫
り込み溝を満たすが、この時の湯流れを図３を用いて説
明すれば、Ｖ字形の溝に注入した溶湯はまず鋳型上部の
帯状の彫り込み部２５を満たした後、縦方向の格子桟２
４を通って順次横方向の格子桟２３に広がって鋳型全体
に溶湯が行わたる。

【００２１】ここで隣接する合わせ鋳型とは上部および
下部の親桟２１，２２のみでつながっているだけである
から、鋳型内に流入した溶湯は外部へ流出しにくく、押
し湯が充分効いて湯切れが起こることはない。もし本発
明のように隣接する鋳型と連絡する格子桟の数を制限し
ないで、横方向の格子桟２４を全て隣接する鋳型と連絡
するような形状にすると、図１に示すように環状鋳型を
傾斜させているので、一つの鋳型内に流入した溶湯は鋳
型内に留まらず、横桟を通って低い方の鋳型へ流下して
しまう。そのため押し湯が効かなくなって湯切れが起こ
り、格子桟が切れてしまうため健全な連続した格子が得
られない。本発明において短冊状鋳型に設けた格子体形
状を図３のようにしたのはこのような理由からである。

【００２２】したがって、本発明の連続鋳造装置で製造
した連続格子は図４に示すように、隣接する格子体は上
部および下部の親桟のみでつながって、その間には隙間
のある形状となる。しかし、サイズの大きな格子体では
連続格子としての機械的強度を考慮して、隣接する格子
体との接続桟の数を増やすのがよい。鋳造した連続格子
は図５に示すような形状に加工したのち鉛蓄電池ペース
トを充填し、単板に切断して極板とする。

【００２３】なお、既に述べたように、本発明では環状
鋳型を進行方向が低くなるように傾斜させた。これは鋳
型内に注入した溶湯が逆流して鋳型の隙間から漏れるの
を防ぐためであるが、実験の結果、その傾斜角度θは約
５゜以上が好ましいことがわかった。

【００２４】本発明の連続鋳造装置で鋳造した格子体の
断面形状は図６に示した従来のブックモールドで重力鋳
造したものと同様であって、図７のような従来の連続鋳
造機で製造した格子体のように片面が偏平でないからペ
ーストの充填性が良好で、耐振性の優れた極板が得られ
るだけでなく、摺動部分がないので鋳巣が生じることが
なく、耐食性のよい格子体が連続的に得られた。

【００２５】

【発明の効果】本発明の鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装
置によれば次のような効果が得られる。 （イ）任意の形状の格子体が連続的に能率よく製造でき
、あと工程とのつながりも連続的にできるので、極板製
造工程を大幅に自動化できる。 （ロ）使用できる合金種にに制限がなく、鉛ーカルシウ
ム系でも鉛ーアンチモン系でも鋳造が可能で、格子体の
厚みも薄型から厚型まで各種の格子体が製造できる。 （ハ）本発明は格子体の製造が連続的であるが、従来の
重力鋳造法による格子体と同じ形状のものが得られるの
で、鋳巣が生じることもなく耐食性も良好で正極格子と
しても優れた特性を示す。 （ニ）本発明による連続鋳造装置で製造した格子体の断
面形状は従来の重力鋳造法による格子体と同じであって
、ペーストを充填した極板は活物質の脱落が起こりにく
く、耐振性も良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装置
本体の上面図およびそのＤ−Ｄ断面図

【図２】図１におけるＣ−Ｃ断面図

【図３】（Ａ）短冊状鋳型の正面図 （Ｂ）短冊状鋳型の側面図

【図４】本発明の連続鋳造装置で製造した連続格子の概
略図

【図５】本発明の連続鋳造装置で製造した連続格子を加
工した格子の概略図

【図６】従来の重力鋳造法で製造した格子体の桟の断面
図

【図７】従来の鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装置で製造
した連続格子の桟の断面図

【図８】（Ａ）従来の重力鋳造法による格子体の概略図
（Ｂ）従来のエキスパンド法による格子体の概略図。

【符号の説明】

１，３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
短冊状鋳型２，４　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　チェーンの１コマ５，６，５′，６′　　　
　　　　　　　スプロケット１４，１４′，１５，１５
′　　滑車 １６′，１９′　　　　　　　　　　　　　　Ｖ字形レ
ール２１，２２　　　　　　　　　　　　　　　　　　
隣接する環状鋳型との連絡溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一平面に格子体の形状を彫り込んだ多
   数の短冊状鋳型を蝶番機構によって環状に連結した一対
   の鋳型ＡおよびＢをそれぞれ一対のスプロケット５、５
   ′および６、６′間を同期して循環するように配置し、
   上記スプロケット間の直線部分において対向する複数個
   の短冊状鋳型の背面を常に押圧して一対の合わせ鋳型を
   形成せしめるとともに、合わせ鋳型の進行方向が低くな
   るように環状鋳型を傾斜させた構造であって、隣接する
   短冊状鋳型間を連絡する横方向の格子桟の数を制限した
   格子体形状の彫り込み溝を有する短冊状鋳型としたこと
   を特徴とする鉛電池用格子体の連続鋳造装置。