JPH05335009A - 鉛蓄電池用極板群の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイド及び混合領域の生成を抑制して溶接不
良の発生を抑え、しかも生産性を高めながら経済的に鉛
蓄電池用極板群を製造する方法を提供することにある。 【構成】 切削を施した後にフラックスを塗布した複数
枚の極板の耳部の先端をそれぞれＳｂを実質的に含まな
いＰｂ基合金またはＰｂの溶湯に浸漬して溶融させる。
この溶湯から複数枚の極板の耳部を引き上げ、該耳部に
新たにフラックスを塗布することなくストラップ形成用
鋳型に鋳こまれているＰｂ−Ｓｂ系合金溶湯中に複数枚
の極板の耳部を浸漬させて複数枚の極板の耳部をストラ
ップと一体化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池用極板群の製
造方法に関するものであり、特に複数枚の極板の耳部を
ストラップと一体化して鉛蓄電池用極板群を製造する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にＰｂ−Ｃａ系合金からなる複数枚
の極板の耳部をＰｂ−Ｓｂ系合金からなるストラップと
一体化して鉛蓄電池用極板群を製造する方法は次の通り
である。まずスチール製の回転ブラシ等によりＰｂ−Ｃ
ａ系合金からなる複数枚の極板の耳部を研磨してからこ
れら複数枚の同極性の極板をストラップ溶接が容易に行
えるように極板の耳部を平行にして所定の間隔を隔てて
並べ、未溶接極板群を形成する。次に未溶接極板群の耳
部をフラックスを入れた槽内に浸漬して耳部にフラック
スを塗布した後に、未溶接極板群の耳部に熱風を所定時
間吹き付けてフラックスを乾燥させる。次に、図２
（Ａ）に示すようにストラップ合金溶湯の融点以下の適
当な温度に加熱されたストラップ形成用鋳型１の凹部２
内にＰｂ−Ｓｂ系合金からなるストラップ合金溶湯３を
杓４で注入する。溶湯は注入されると鋳型に熱が奪われ
早い速度で温度が低下する。この温度低下により鋳型内
の溶湯が凝固する前の適当な温度になった時点で、図２
（Ｂ）に示すように未溶接極板群の極板５の耳部６を浸
漬させ、鋳型１内の溶湯３を凝固するいわゆるキャスト
オン法により複数枚の極板５の耳部６をストラップと一
体化させる。図３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）はキャスト
オン法により製造された鉛蓄電池用極板群の平面図であ
る。本図に示されるように鉛蓄電池用極板群は複数枚の
極板５の耳部６とストラップ７とが一体に形成されて構
成されている。このようにして鉛蓄電池用極板群を製造
すると、溶湯が鋳型に熱を奪われて低下する速度が極め
て早い（１００〜２００℃／ｓ）ために、ストラップ合
金の溶湯３中に耳部６を浸漬するタイミングが僅かにず
れると耳部６が溶断したり、ストラップ７の内部にボイ
ドが残留したり、耳部６の側面部がストラップ７に溶接
されない等の問題が生じる。ここで、これらの問題につ
いて詳細に説明する。図４（Ａ）〜（Ｃ）はストラップ
合金の溶湯中の温度がそれぞれに異なる時期に耳部を浸
漬して製造した極板群のストラップと耳部との溶接部の
断面図である。図４（Ａ）はストラップ合金の溶湯が適
切な温度の時期に耳部を浸漬して良好な溶接がなされた
極板群の溶接部の断面図である。図に示すように、耳部
６はストラップ７と適度に溶融して、耳部６の先端部８
の近傍には、ストラップ７の合金（Ｐｂ−Ｓｂ系合金）
と耳部６の合金（Ｐｂ−Ｃａ系合金）との混合領域９が
適度な大きさに形成される。この溶融は耳部６の合金の
融点（例えば、Ｐｂ−０．０７Ｃａ−０．５Ｓｎ合金の
融点は３２５℃）とストラップ７の合金の融点（例え
ば、Ｐｂ−２．７Ｓｂ−０．２Ａｓ合金の融点は３０５
℃）が比較的近いために生じる。例えば銅線（融点：約
１０５０℃）と半田（融点：約１８０℃）とでは融点に
大きな差があるので温度２３０〜２５０℃の溶融半田で
銅線を半田付けしても銅線は半田に溶融しない。これに
対してストラップ合金の溶湯温度は３５０℃以上になる
ので耳部の合金の融点より十分に高くなり、ストラップ
合金の溶湯に耳部を浸漬すると耳部の先端部は溶融す
る。またストラップ７内にある耳部６の側面部１０は、
ストラップ７と溶融せず該ストラップに密接に接触して
いる。これは、ストラップ合金溶湯の温度が適当なた
め、ストラップ合金溶湯が耳部６に十分にぬれるためで
ある。耳部６がストラップ７から突出する部分にはフィ
レット１１が形成されており、このフィレット１１の形
成によりストラップ合金溶湯が耳部６に十分にぬれたこ
とが裏付けされる。図４（Ｂ）は、溶湯中に耳部を浸漬
するタイミングが遅れて、ストラップ合金の溶湯温度が
低下した時期に耳部とストラップ合金とが溶接された極
板群の溶接部の断面図である。本図に示すように、耳部
６１の先端部８１の近傍にはボイド１２が形成されてい
る。これは耳部６１の浸漬後にストラップ合金の溶湯が
急速に凝固するので、耳部６１の先端部８１に塗布され
ているフラックスが分解、蒸発して気泡になっても、溶
湯から逸脱できないために生じる。また、耳部側面部１
０１とストラップ７１との間に隙間１３ができる。これ
はストラップ合金の溶湯温度が低下していることに加え
て、耳部６１の表面の清浄化が不十分で耳部６１の表面
に酸化被膜が部分的に残っていたり、耳部６１の表面の
平坦度が十分でないために生じる。この隙間が大きく形
成された場合には耳部の先端だけがストラップと接触し
た状態になり、ストラップから耳部が脱落することもあ
る。またこのようにしてできたボイド１２及び隙間１３
は、電解液が混合領域９内に侵入する侵入経路となる。
図４（Ｃ）は、溶湯中に耳部を浸漬するタイミングが早
すぎて、ストラップ合金の溶湯温度が高い時期に耳部と
ストラップ合金とが溶接された極板群の溶接部の断面図
である。本図に示すように、耳部６２の浸漬時のストラ
ップ合金溶湯の温度が高すぎるため、耳部６２が過剰に
溶融して混合領域９１が大きく形成され、ストラップ７
２の底面７２ａに混合領域９１の一部９１ａが露出して
いる。耳部６２の過剰溶融が著しい場合には、耳部６２
が溶断してしまう場合もある。

【０００３】以上のように、ストラップ合金の溶湯中に
耳部を浸漬するタイミングが僅かにずれると、ストラッ
プから耳部が脱落しやすくなったり、耳部は溶断しやす
くなる。また、ストラップと耳部とが接合されていて
も、混合領域内に電解液が侵入する侵入経路が形成され
たり、混合領域がストラップの表面に露出して混合領域
は電解液と接触しやすくなる。この混合領域には鉛蓄電
池の電解液（希硫酸）に対する耐食性が劣る金属間化合
物Ｓｂ₂ Ｃａ₃ が含まれているため、電解液が混合領域
に接触すると、混合領域が腐食して耳部がストラップか
ら脱落したり、ストラップが切断して、電池が使用でき
なくなるという問題が生じる。特に最近の自動車はエン
ジンの高出力化、排気ガス清浄化のための機器の増加
で、エンジンルームの高温化が著しく、電池温度が９０
℃以上に達することもあるので、自動車に搭載して鉛蓄
電池を使用すると電池温度の上昇が著しく、特に陰極板
群の腐食が大きくなるという問題がある。

【０００４】そこで、このようなキャストオン法におけ
るヒートバランスの適性化を図るために種々の提案がさ
れた。例えば、特公昭６３−４３１２号公報や特公昭６
３−５８６３号公報には耳部の表面処理を行う技術が示
されている。また特開平１−２９２７５０号公報には溶
湯量の安定化を図る技術が示されている。また特開平３
−１３３０５４号公報には耳部の溶融防止を図る技術が
示されている。

【０００５】またボイドの発生を防止する技術として
は、特開昭６３−２４５８５３号公報にキャストオン時
に耳部または鋳型に振動を与え、溶湯中に発生したボイ
ドを強制的に浮上させる技術が示されている。

【０００６】またＳｂ₂ Ｃａ₃ を含む混合領域の生成を
防止する技術としては特開平２−４６６５１号公報に、
極板の耳部だけがＰｂ−Ａｇ合金等のＣａを含まないＰ
ｂ基合金により形成された集電体を作る技術が示されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
６３−４３１２号公報、特公昭６３−５８６３号公報、
特開平１−２９２７５０号公報及び特開平３−１３３０
５４号公報に示された技術は効果は認められるものの、
生産性が低下する等の問題があり、必ずしも満足できる
ものではない。また特開昭６３−２４５８５３号公報に
示された技術は、振動によって凝固中のストラップが割
れる危険性があり、その制御が難しいという問題があ
る。また特開平２−４６６５１号公報に示された技術の
ように耳部だけ材質が異なる極板を製造することは技術
的には可能であるが、この技術を用いることは経済的に
困難である。

【０００８】本発明の目的は、ボイド及び混合領域の生
成を抑制して溶接不良の発生を抑え、しかも生産性を高
めながら経済的に鉛蓄電池用極板群を製造する方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、Ｐ
ｂ−Ｓｂ系合金によりストラップを形成する際に、Ｐｂ
−Ｃａ系合金からなる複数枚の極板の耳部を該ストラッ
プと一体化して極板群を製造する鉛蓄電池用極板群の製
造方法を対象とする。そして本発明の製造方法では、ま
ずフラックスが塗布された複数枚の極板の耳部の先端を
それぞれＳｂを実質的に含まないＰｂ基合金またはＰｂ
の溶湯に浸漬して溶融させる。次に、この溶湯から複数
枚の極板の耳部を引き上げ、該耳部に新たにフラックス
を塗布することなくストラップ形成用鋳型に鋳こまれて
いるＰｂ−Ｓｂ系合金溶湯中に複数枚の極板の耳部を浸
漬させて複数枚の極板の耳部をストラップと一体化させ
る。

【００１０】請求項２の発明では、Ｓｂを実質的に含ま
ないＰｂ基合金として、Ｐｂ−Ｓｎ合金を用いる。

【００１１】請求項３の発明では、Ｐｂ−Ｓｂ系合金に
よりストラップを形成する際に、Ｐｂ−Ｃａ系合金から
なる複数枚の極板の耳部を該ストラップと一体化して極
板群を製造する鉛蓄電池用極板群の製造方法を対象とす
る。そして本発明の製造方法は、極板の耳部の表面を切
削して平滑化する工程と、平滑化した極板の耳部にフラ
ックスを塗布する工程と、フラックスが乾燥する前にフ
ラックスが塗布された複数枚の極板の耳部の先端をＳｂ
を実質的に含まないＰｂ基合金またはＰｂの溶湯に浸漬
して溶融させるとともに複数枚の極板の耳部を加熱する
工程と、溶湯から複数枚の極板の耳部を引き上げ該耳部
の温度が大幅に低下する前に該耳部に新たにフラックス
を塗布することなくストラップ形成用鋳型に鋳こまれて
いるＰｂ−Ｓｂ系合金溶湯中に複数枚の極板の耳部を浸
漬させて複数枚の極板の耳部をストラップと一体化させ
る工程とからなる。

【００１２】請求項４の発明では、Ｓｂを実質的に含ま
ないＰｂ基合金として、Ｐｂ−Ｓｎ合金を用いる。

【００１３】請求項５の発明では、Ｐｂ−Ｓｂ系合金溶
湯中に複数枚の極板の耳部を浸漬させる際の耳部の温度
を８０℃以上とする。

【００１４】

【作用】請求項１の発明のように、フラックスが塗布さ
れた複数枚の極板の耳部の先端をそれぞれＳｂを実質的
に含まないＰｂ基合金またはＰｂの溶湯に浸漬して溶融
させると、極板の耳部の先端にあるフラックスは熱によ
り消失する。そしてこの溶湯から極板の耳部を引き上げ
ると、耳部の先端にはＳｂを含有しないＰｂ合金のコー
ティング層が形成され、このコーティング層には酸化被
膜に被覆される。このような極板の耳部をストラップ形
成用鋳型に鋳こまれている合金溶湯中に浸漬させると、
耳部の先端に塗布されたフラックスは消失しているため
耳部の先端近傍にボイドは発生せず、溶湯は耳部側面部
のフラックスにより極板の耳部側面を這い上がるように
して耳部にぬれていく。そして、このとき発生する気泡
は、這い上がる溶湯によって押し上げられて、溶湯から
排出される。また、耳部の先端には酸化被膜が形成され
ているので、この酸化被膜により耳部の溶融が抑制され
て混合領域の生成が抑制される。尚、このように耳部の
先端に酸化被膜を形成すると、溶接条件次第では耳部を
全く溶融させないこともできる。以上のように本発明に
よれば、ストラップ合金の溶湯中に耳部を浸漬するタイ
ミングが多少ずれても、ボイド及び混合領域の生成を抑
制することができる。

【００１５】Ｐｂ−Ｓｎ合金はＰｂ−Ｃａ系合金（極板
の耳部の合金）よりも数１０℃ほど融点が高く、溶融し
た際に良好な流動性を示す。そのため、請求項２の発明
のようにＰｂ−Ｓｎの合金溶湯をＳｂを実質的に含まな
いＰｂ基合金の溶湯として用いると、溶湯から極板の耳
部を引き上げた際に、溶融したＰｂ−Ｓｎ合金のたれ
（ヒゲ）ができるのを防止することができる。尚、Ｐｂ
−Ｓｎ合金中のＳｎの含有量は１０％以上が好ましい。

【００１６】請求項３の発明のように、極板の耳部の表
面を切削して平滑化すると、極板の耳部がストラップ合
金の溶湯に確実にぬれて耳部の付け根にフィレットが形
成され、耳部側面とストラップとの間に隙間が生じ難く
なる。しかもぬれの速度が早くなるため溶接時間の短縮
を図ることができる。またフラックスが乾燥する前に、
フラックスが塗布された複数枚の極板の耳部の先端を溶
湯に浸漬するので、フラックスを良好に乾燥することが
できる。従来の乾燥方法では気体（熱風）と金属との間
の熱交換であるために、熱交換の効率が著しく悪い。例
えば４０秒間熱風を耳部に吹き付けても７０〜８０℃程
度までしか耳部を加熱することができず、フラックスの
溶媒を完全に蒸発させることができない。これもボイド
発生の大きな原因の１つとなっている。本発明によれ
ば、熱の供給源（溶湯）の温度が約３００℃と十分に高
く、しかも静止している溶湯（液体金属）と固体金属と
の熱交換であるため極めて熱交換効率が高く、１０秒程
度の浸漬で耳部全体を２００℃近くまで加熱できる。そ
のため、従来のようにフラックスを乾燥させる工程を設
ける必要がない。そして、この溶湯から極板の耳部を引
き上げると、耳部の先端のフラックスは消失し、耳部の
先端には酸化被膜を被覆したコーティング層が形成され
る。この耳部の温度が大幅に低下する前に該耳部に新た
にフラックスを塗布することなくストラップ形成用鋳型
に鋳こまれている溶湯中に耳部を浸漬させると、請求項
１の発明の作用と同様にコーティング層によりボイドの
発生と混合領域の生成とを抑制することができる。しか
も、耳部の温度が大幅に低下する前に溶湯中に耳部を浸
漬させるので、耳部にいわゆる溶接のための予熱が施さ
れ耳部とストラップの溶接を良好に行える。また、極板
素材の耳部をストラップと一体化させる前に極板素材の
耳部の先端を溶湯に浸漬することにより、未溶接極板群
の耳部の先端が溶湯で溶融して耳部の先端位置をほぼ一
直線上に揃えることができるという利点がある。

【００１７】前述のようにＰｂ−Ｓｎ合金はＰｂ−Ｃａ
系合金（極板の耳部の合金）よりも数１０℃ほど融点が
高いため、請求項４の発明のようにＰｂ−Ｓｎ合金をＳ
ｂを実質的に含まないＰｂ基合金として用いると、溶湯
から極板の耳部を引き上げた際に、溶融した合金のたれ
（ヒゲ）ができるのを防止できる。そのため、未溶接極
板群の耳部の先端位置を一直線上に揃えることができる 請求項５の発明のように、Ｐｂ−Ｓｂ系合金溶湯中に複
数枚の極板の耳部を浸漬させる際の耳部の温度を８０℃
以上とすると、耳部に溶湯が十分にぬれ、耳部とストラ
ップとの溶接を良好に行える。

【００１８】

【実施例】以下、５５Ｄ２３形鉛蓄電池用陰極板群を製
造する方法を例にして本発明の実施例の製造方法を詳細
に説明する。まずＰｂ−０．０７Ｃａ−０．５Ｓｎの合
金からなる集電体に活物質が充填された陰極板の耳部
（幅１３ｍｍ）にカッターブレードを押し当て、これを
耳部の長さ方向に移動させて耳部の両面を切削した。本
実施例で研削後の耳部の厚みは１．３ｍｍであり、表面
粗さは０．３〜０．５μm であった。次に６枚の陰極板
を極板の耳部を平行にして所定の間隔を隔てて並べて未
溶接極板群を形成し、この未溶接極板群の耳部をメタり
ん酸を主成分とする溶質をＩＰＡと水との混合溶液（溶
媒）に溶かしたフラックス溶液の槽内に浸漬して耳部に
フラックスを塗布した。尚、未溶接極板群は陽極板の未
溶接極板群及びセパレータを組み合わせて形成してもよ
い。次にフラックスが乾燥する前に温度３５０±１℃の
Ｐｂ−１０Ｓｎ溶湯中に浸漬深さが２ｍｍになるように
未溶接極板群の耳部を１５秒間浸漬してから１０ｍｍ／
ｓの速さで溶湯から引き上げた。その結果、図１に示す
ように未溶接極板群の各極板１５の耳部１６の先端１７
の表面には酸化被膜１８によって被覆されて、厚み０．
１〜０．１５ｍｍのコーティング層１９が形成された。
また、耳部側面部２０に塗布されたフラックス２１は、
浸漬時に溶湯から伝わる熱によって乾燥していた。尚、
極板群の耳部を浸漬する溶湯はＳｎの含量が１０重量％
以上のＰｂ−Ｓｎ合金が望ましい。次にキャストオンマ
シンに組み込まれた鋳鉄（ＦＣＤ材）製のストラップ形
成用鋳型の凹部の内壁に厚さ約０．３ｍｍのコルク層を
形成し、鋳型を１５０±２℃の温度に加熱し、この鋳型
の凹部（長さ３２mm×幅１７mm×厚さ１０mm）にＰｂ−
２．７Ｓｂ−０．２Ａｓの合金溶湯を注入した。そし
て、極板素材の耳部の温度が８０℃未満に低下する前に
耳部に新たにフラックスを塗布することなく、この溶湯
中に耳部の浸漬深さ（耳部が溶融しないと仮定した時の
耳部先端と鋳型凹部底面との距離）が２ｍｍになるよう
に３０mm/sの速度で未溶接極板群の耳部を浸漬して未溶
接極板群の耳部をストラップと一体化させた。尚、本実
施例では溶湯温度が３３０±３℃の範囲にある時に未溶
接極板群の耳部を溶湯中に浸漬し、未溶接極板群の耳部
を長さ３２mm、幅１７mm、厚さ７mmの寸法のストラップ
と一体化させた。

【００１９】ここで本実施例で用いたキャストオンマシ
ンの概要を示す。キャストオンマシンの鋳型の加熱には
電熱ヒータを用いており、温度調整は比例制御式（精度
±１℃）で行っている。また溶湯の供給は自動的に行
い、サーボモータで駆動する極板群昇降装置により未溶
接極板群が所定の位置まで降下してきた時点で溶湯を入
れた杓が傾き、溶湯を鋳型内に供給する。尚、溶湯供給
位置（杓が傾く時の極板耳部の位置）の制御精度は±
０．５mmで、杓の傾斜角度制御の精度は±１度である。

【００２０】次に本実施例の方法で製造した鉛蓄電池用
極板群の溶接状況を調べるために２種類の鉛蓄電池用極
板群ａ，ｂを各々３０個づつ製造して溶接部の外観を目
視及び顕微鏡で観察した。鉛蓄電池用極板群ａは本実施
例の方法で製造した鉛蓄電池用極板群である。鉛蓄電池
用極板群ｂは耳部の表面を切削する工程や、極板素材の
耳部の先端を溶湯に浸漬する工程を行わない従来の方法
で製造した鉛蓄電池用極板群である。鉛蓄電池用極板群
ｂは次のようにして製造した。まず二つの高速回転する
ワイヤブラシ（線径０．２mm) の間に極板の耳部を通過
させて耳部の両面を表面粗さ６．３μm に磨いた後に、
極板の耳部を平行にして６枚の極板を並べて未溶接極板
群を形成した。次にフラックスを耳部に塗布した後に該
耳部に温度１５０±５℃の熱風を４０秒間吹き付けてフ
ラックスを乾燥した。そして、２００±２℃の温度に加
熱された鋳型に入れられた３８０±５℃の溶湯に極板素
材を入れて未溶接極板群の耳部をストラップと一体化さ
せた。尚、その他の製造方法は本実施例と同じ方法で行
い、集電体、フラックス、溶湯等は本実施例の方法で用
いたものと同じものを用いた。そして各鉛蓄電池用極板
群ａ，ｂのフィレットの形成状況を目視により観察し、
耳部側面の隙間の発生状況、ボイドの発生状況、耳部の
過剰溶融の発生状況（混合領域の生成状況）を顕微鏡に
より観察した。表１はその観察結果を示している。尚、
本表において、ボイドの発生状況は極板群１個について
３断面をとって観察を行った。

【００２１】

【表１】 本表より本実施例の方法で製造した鉛蓄電池用極板群ａ
は、従来の方法で製造した鉛蓄電池用極板群ｂに比べて
いずれの項目においても良好な結果を示しているのが判
る。

【００２２】次に耳部を切削することにより得られる効
果を試験により確認した。カッターブレードにより切削
した耳部を持つ極板と、線径０．１８mmの回転スチール
ワイヤを１８００rpm で回転させて研磨した耳部を持つ
極板とをそれぞれ２０枚作り、各極板の耳部の表面の荒
さと、各極板の耳部に対する溶湯のぬれ速度とを調べ
た。尚、各極板の合金材質はＰｂ−０．０７Ｃａ−０．
５Ｓｎであり耳部の寸法は厚み１．３mm、幅１３mmであ
る。またぬれ速度は、各極板を３１５℃のストラップ合
金（Ｐｂ−２．７Ｓｂ−０．２Ａｓ）の溶湯に浸漬して
フィレット形成までの時間を測定した。測定結果は、切
削した耳部を持つ極板は、耳部の表面の荒さは平均０．
３６μm 、最大値２．１５μm であり、ぬれ速度は平均
２．２１秒であった。これに対して研磨した耳部を持つ
極板、耳部の表面の荒さは平均６．７６μm 、最大値４
２．３μm であり、ぬれ速度は平均３．２４秒であっ
た。以上より耳部を切削した方が耳部を研磨するよりも
耳部を平滑化でき、ぬれ速度を早められるのが判る。特
に耳部を切削した極板のぬれ速度は耳部を研磨した極板
のぬれ速度に比べて約１秒間短縮されているが、キャス
トオン法において１秒間短縮できるのは、生産性に非常
に大きな影響を与える。

【００２３】次に極板の耳部をストラップと一体化させ
る前に耳部の先端を溶湯に浸漬することにより得られる
ボイド発生率の抑制効果を試験により確認した。まず回
転スチールワイヤで研磨した耳部を持つＰｂ−０．０７
Ｃａ−０．５Ｓｎ合金の極板６枚を耳部を平行にして並
べた未溶接極板群を４０個作った。そして、そのうち２
０個枚の未溶接極板群極は、フラックスを耳部に塗布し
てから耳部の先端を温度３５０℃のＰｂ−１０Ｓｎ溶湯
中に浸漬深さが２ｍｍになるように１５秒間浸漬した。
また残りの半数個の未溶接極板群は、フラックスを耳部
に塗布してから耳部の先端を溶湯中に浸漬することな
く、耳部に温度１５０±５℃の熱風を４０秒間吹き付け
てフラックスの乾燥のみを行った。次にそれぞれの未溶
接極板群を３１５℃のストラップ合金（Ｐｂ−２．７Ｓ
ｂ−０．２Ａｓ）の溶湯に浸漬して耳部をストラップと
一体化させて各極板群にできた直径１mm以上の大きさの
ボイドの発生率を調べた。測定結果は、耳部の先端を溶
湯に浸漬した極板群のボイドの発生率は５．０％であっ
たのに対して耳部の先端を溶湯に浸漬しない極板群のボ
イドの発生率は２２．５％であった。

【００２４】次に未溶接極板群の耳部をストラップと一
体化させる前に耳部の先端を溶湯に浸漬することにより
未溶接極板群の耳部の先端位置をほぼ一直線上に揃えら
れる効果を試験により確認した。まず、Ｐｂ−０．０７
Ｃａ−０．５Ｓｎ合金の極板６枚を極板の耳部を平行に
して機械式に並べた未溶接極板群を３０個作った。そし
て、そのうち１５個の未溶接極板群は、耳部の先端を温
度３５０℃のＰｂ−１０Ｓｎ溶湯中に浸漬深さが２ｍｍ
になるように１５秒間浸漬した。また残りの１５個の未
溶接極板群は浸漬を行わなかった。次にそれぞれの未溶
接極板群の耳部先端の位置ずれ寸法を測定した。測定結
果は、耳部の先端を溶湯に浸漬した未溶接極板群の耳部
先端の位置ずれは平均で０．２２mm、最大で０．４mmで
あった。これに対して耳部の先端を溶湯に浸漬しない未
溶接極板群の耳部先端の位置ずれは平均で０．４３mm、
最大で１．７mmであった。尚、平均値、最大値は共に未
溶接極板群の中で最も大きな値のものを示した。この結
果より、耳部の先端を溶湯に浸漬すると未溶接極板群の
耳部先端の位置ずれを平均値で半分にできるのが判る。

【００２５】次に極板の耳部をストラップと一体化させ
る前に耳部の先端を溶湯に浸漬することにより極板の耳
部を予熱できる効果を試験により確認した。まず回転ス
チールワイヤで研磨した耳部を持つＰｂ−０．０７Ｃａ
−０．５Ｓｎ合金の極板を６枚用いて未溶接極板群を１
５０個作った。そして、そのうち１２０個の未溶接極板
群は、フラックスを耳部に塗布してから耳部の先端を温
度３５０℃のＰｂ−１０Ｓｎ溶湯中に浸漬深さが２ｍｍ
になるように１５秒間浸漬した。また残りの３０個の未
溶接極板群は、フラックスを耳部に塗布してから耳部に
温度１５０±５℃の熱風を４０秒間吹き付けてフラック
スの乾燥と予熱を行った。次に耳部の先端を溶湯に浸漬
した未溶接極板群を３０個づつ４つのグループに別けて
第１のグループは耳部温度が１１２℃、第２のグループ
は耳部温度が９６℃、第３のグループは耳部温度が８０
℃、第４のグループは耳部温度が７６℃になった時に、
また耳部の先端を溶湯に浸漬しない未溶接極板群は耳部
温度が９５℃になった時にそれぞれ３１５℃のストラッ
プ合金（Ｐｂ−２．７Ｓｂ−０．２Ａｓ）の溶湯に浸漬
して耳部をストラップと一体化させ、各極板群のフィレ
ットが形成されない極板群の個数を調べた。表２はその
測定結果を示している。

【００２６】

【表２】 本表より耳部の先端を溶湯に浸漬することにより高い予
熱効果を得られるのが判る。尚、耳部の温度が７６℃に
なってから未溶接極板群を溶湯に浸漬すると従来の耳部
に熱風を吹き付ける極板群とフィレットが形成されない
個数がほぼ同程度になるのが判る。また、熱風吹き付け
では９５℃までしか予熱できないため、キャストオン時
には耳部の温度は３８℃まで低下してしまう。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、フラックスが
塗布された複数枚の極板の耳部の先端をそれぞれＳｂを
実質的に含まないＰｂ基合金またはＰｂの溶湯に浸漬し
て溶融させるので、耳部の先端のフラックスは消失し、
耳部の先端に酸化被膜を表面に被覆したコーティング層
が形成される。そのため、極板の耳部をストラップ形成
用鋳型に鋳こまれている合金溶湯中に浸漬させて複数枚
の極板の耳部をストラップと一体化させても耳部の先端
近傍にボイドは発生せず、耳部の溶融が抑制されて混合
領域の生成を抑制することができる。以上のように本発
明によれば、ストラップ合金の溶湯中に耳部を浸漬する
タイミングが多少ずれても、ボイド及び混合領域の生成
を抑制できるので、比較的良好な溶接が行える。

【００２８】請求項２の発明によれば、Ｐｂ−Ｓｎの合
金溶湯をＳｂを実質的に含まないＰｂ基合金の溶湯とし
て用いるので、溶湯から極板の耳部を引き上げた際に、
溶融したＰｂ−Ｓｎ合金のたれ（ヒゲ）ができるのを防
止することができる。

【００２９】請求項３の発明によれば、極板の耳部の表
面を切削して平滑化するので、耳部側面とストラップと
の間に隙間が生じ難くなり、しかもぬれの速度が早くな
って溶接時間の短縮を図ることができる。またフラック
スが乾燥する前に、フラックスが塗布された複数枚の極
板の耳部の先端を溶湯に浸漬するので、従来のように熱
風等でフラックスを乾燥させなくてもフラックスを良好
に乾燥することができる。そして、この溶湯から極板の
耳部を引き上げると、耳部の先端のフラックスは消失
し、耳部の先端には酸化被膜が形成したコーティング層
ができる。そして耳部の温度が大幅に低下する前に該耳
部に新たにフラックスを塗布することなくストラップ形
成用鋳型に鋳こまれている溶湯中に複数枚の極板の耳部
を浸漬させると、請求項１の発明の効果と同様にコーテ
ィング層によりボイドの発生と混合領域の生成を抑制す
ることができる。しかも、本発明によれば、複数枚の極
板の耳部をストラップと一体化させる前に耳部の先端を
溶湯に浸漬するので、耳部にいわゆる溶接のための予熱
が施され耳部とストラップの溶接を良好に行える。ま
た、未溶接極板群の耳部の先端が溶湯で溶融することに
より未溶接極板群の耳部の先端位置をほぼ一直線上に揃
えることができるという利点がある。

【００３０】請求項４の発明によれば、Ｐｂ−Ｓｎ合金
をＳｂを実質的に含まないＰｂ基合金として用いるの
で、溶湯から極板の耳部を引き上げても、溶融した合金
のたれ（ヒゲ）ができるのを防止できる。そのため、未
溶接極板群の耳部の先端位置を一直線上に揃えることが
できる。

【００３１】請求項５の発明によれば、Ｐｂ−Ｓｂ系合
金溶湯中に複数枚の極板の耳部を浸漬させる際の耳部の
温度を８０℃以上とするので、耳部に溶湯が十分にぬ
れ、耳部とストラップとの溶接を良好に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例の方法で鉛蓄電池を製造する過程に
おける極板の耳部を示す平面図である。

【図２】 （Ａ）は鉛蓄電池を製造する際の、ストラッ
プ形成用鋳型の凹部内にストラップ合金溶湯を注入して
いる態様を示す図である。（Ｂ）は鉛蓄電池を製造する
際の、極板の耳部をストラップ合金溶湯に浸漬して極板
の耳部をストラップと一体化させている態様を示す図で
ある。

【図３】 （Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）はキャストオン法
により製造された鉛蓄電池用極板群の平面図である。

【図４】 （Ａ）はストラップ合金の溶湯が適切な温度
の時期に耳部を浸漬して良好な溶接がなされた極板群の
溶接部の断面図である。（Ｂ）は、溶湯中に耳部を浸漬
するタイミングが遅れて溶接された極板群の溶接部の断
面図である。（Ｃ）は、溶湯中に耳部を浸漬するタイミ
ングが早すぎて溶接された極板群の溶接部の断面図であ
る。

【符号の説明】

３ ストラップ合金溶湯 ５，１５ 極板 ６，１６，６１，６２ 耳部 ７，７１，７２ ストラップ １７ 先端

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐｂ−Ｓｂ系合金によりストラップを形
   成する際に、Ｐｂ−Ｃａ系合金からなる複数枚の極板の
   耳部を該ストラップと一体化して極板群を製造する鉛蓄
   電池用極板群の製造方法であって、 フラックスが塗布された前記複数枚の極板の耳部の先端
   をそれぞれＳｂを実質的に含まないＰｂ基合金またはＰ
   ｂの溶湯に浸漬して溶融させ、 前記溶湯から前記複数枚の極板の耳部を引き上げ、該耳
   部に新たにフラックスを塗布することなくストラップ形
   成用鋳型に鋳こまれているＰｂ−Ｓｂ系合金溶湯中に前
   記複数枚の極板の耳部を浸漬させて前記複数枚の極板の
   耳部を前記ストラップと一体化させることを特徴とする
   鉛蓄電池用極板群の製造方法。
2. 【請求項２】 前記Ｓｂを実質的に含まないＰｂ基合金
   として、Ｐｂ−Ｓｎ合金を用いることを特徴とする請求
   項１に記載の鉛蓄電池用極板群の製造方法。
3. 【請求項３】 Ｐｂ−Ｓｂ系合金によりストラップを形
   成する際に、Ｐｂ−Ｃａ系合金からなる複数枚の極板の
   耳部を該ストラップと一体化して極板群を製造する鉛蓄
   電池用極板群の製造方法であって、 前記極板の前記耳部の表面を切削して平滑化する工程
   と、 平滑化した前記極板の耳部にフラックスを塗布する工程
   と、 フラックスが乾燥する前に、フラックスが塗布された前
   記複数枚の極板の耳部の先端をＳｂを実質的に含まない
   Ｐｂ基合金またはＰｂの溶湯に浸漬して溶融させるとと
   もに前記複数枚の極板の耳部を加熱する工程と、 前記溶湯から前記複数枚の極板の耳部を引き上げ、該耳
   部の温度が大幅に低下する前に該耳部に新たにフラック
   スを塗布することなくストラップ形成用鋳型に鋳こまれ
   ているＰｂ−Ｓｂ系合金溶湯中に前記複数枚の極板の耳
   部を浸漬させて前記複数枚の極板の耳部を前記ストラッ
   プと一体化させる工程とからなることを特徴とする鉛蓄
   電池用極板群の製造方法。
4. 【請求項４】 前記Ｓｂを実質的に含まないＰｂ基合金
   として、Ｐｂ−Ｓｎ合金を用いることを特徴とする請求
   項３に記載の鉛蓄電池用極板群の製造方法。
5. 【請求項５】 前記Ｐｂ−Ｓｂ系合金溶湯中に複数枚の
   極板の耳部を浸漬させる際の耳部の温度は８０℃以上で
   あることを特徴とする請求項３または４に記載の鉛蓄電
   池用極板群の製造方法。