JPS6340663A - 鉛蓄電池用集電体グリツドの鋳造装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、対をなす鋳型を用いる、鉛蓄電池用集電体
グリッドの鋳造装置に関するものである。

［従来の技術］ 鉛蓄電池用集電体グリッドを製造するための方法として
、従来、鋳造法、打抜き法、エキスバンド法、などがあ
る。この発明は、これらの方法のうち、鋳造法に関する
ものである。

鋳造法においては、近接・離隔可能に設けられ、かつ互
いに対をなす、第１および第２の鋳型を備え、これら第
１および第２の鋳型が近接したとき、両鍔型の互いに対
向する面間に、グリッドを鋳造するためのキャビティが
形成される、鋳造装置が用いられる。このような鋳造装
置では、グリッドを構成する溶融鉛合金のための注入口
は、互いに合わされかつ垂直方向に立てられた第１およ
び第２の鋳型の接触面の上方端縁部に形成される。した
がって、この注入口から流し込まれた溶融鉛合金は、合
わされた第１および第２の鋳型の互いに対向する面間に
形成されたキャビティ中を流れ、最終的に所望の形状の
グリッドを成形する。

現在、上述した鋳型は、通常、鋳鉄から（１４成されて
いる。また、鋳型内に流し込まれる溶融鉛合金は、たと
えば４００℃程度の温度に加熱されている。ところが、
このような鋳造法によるグリッドの製造において最も重
大な問題は、注入された溶融鉛合金が鋳型と接触する間
に熱が奪われ、キャビティの末端にまで届きにくく、そ
のため、製品の歩留りが悪いということである。この問
題を解決するため、鋳型を、たとえば４００℃程度にま
で加熱することも考えられるが、それでは、鋳造を行な
うごとに鋳型の加熱および冷却を繰返さなければならず
、作業能率や消費エネルギの点て全く実用的ではない。

したがって、現在は、鋳型を、たとえば１７０℃程度に
保温しておくことが行なわれているが、それでも、常に
確実性をもって溶融鉛合金をキャビティの末端にまで届
かせることは不可能であった。

また、溶融鉛合金がキャビティの末端にまで届かないう
ちに固化してしまうことを防止するため、キャビティを
真空で引き、できるだけ素早く溶融鉛合金をキャビティ
中の末端にまで到達させようとする試みもなされている
が、この対策もそれほど確実性がない。

そこで、溶融鉛合金がキャビティの末端にまで届かない
うちに固化してしまうのは、鋳型によって溶融鉛合金か
ら多くの熱が奪われることに原因するとの着目の下に、
次のような改善もなされている。すなわち、コルクの微
粉末を水ガラスで溶いて、これを鋳型のキャビティが形
成された面に塗布するかスプレーする方法である。この
方法は、コルクの熱伝導率が低いことを利用するもので
、コルクが断熱材として働き、溶融鉛合金からの熱が鋳
型に奪われることをできるだけ防止するものである。こ
の方法を採用すれば、溶融鉛合金がキャビティの末端に
まで届かない、といった不都合がほぼ完全に防止され、
高い良品率で鉛蓄電池用集電体グリッドを鋳造すること
ができた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述したコルクを用いる方法には、鋳造
作業能率の点で致命的な欠点があった。

すなわち、コルクは、たとえば約４００℃といった溶融
鉛合金との接触を重ねるうちに炭化され、その断熱効果
が低下してしまうということである。

そのため、成る工場では、鋳造回数にもよるが、約４時
間の作業の後にはコルクの塗り替えを行なわなければな
らなかった。また、単に塗り替えといっても、前にコー
ティングされていたコルクは鋳型にこびりついており、
これを剥がすのは極めて困難な作業であり、通常、２０
〜３０分もかかってしまう。

また、通常、このような鋳造作業は、高温の作業環境の
悪い場所で行なわれるが、そのような場所でコルクを剥
がす作業を行なうのは、作業者にとって極めて苦痛であ
ると考えられ、その点においても改善が望まれるところ
である。

そこで、この発明は、特に、上述したようなコルクをコ
ーティングする場合の種々の問題点を解消し得る、鉛蓄
電池用集電体グリッドの鋳造装置を提供しようとするも
のである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、近接・離隔可能に設けられ、かつ互いに対
をなす、第１および第２の鋳型を備え、前記第１および
第２の鋳型が近接したとき、当該側鋳型の互いに対向す
る面間に、鉛蓄電池用集電体グリッドを鋳造するための
キャビティが形成される、鉛蓄電池用集電体グリッドの
鋳造装置であって、上述の技術的課題は次のように解決
される。

すなわち、前記キャビティを形成する壁面がセラミック
から構成されたことを特徴とするものである。

［発明の作用効果］ この発明によれば、キャビティを形成する壁面がセラミ
ックから構成される。このようなセラミックとしては、
アルミナ、ジルコニア、ムライト、コージェライト、な
ど種々のものがあり、また、気孔率によっても異なるが
、通常、従来用いられていた鋳鉄に比べると、熱伝導率
が１オーダ以上低い値ををしている。特に、用いられる
セラミニックとしては、多孔質のものが好ましい。その
ため、キャビティ内を流動する溶融鉛合金から奪われる
熱が極めて少なくなり、キャビティの末端にまで溶融鉛
合金が届くことを確実にする。したがって、高い良品率
で集電体グリッドを鋳造することができる。

また、セラミックは、溶融鉛合金からの熱により炭化さ
れたりするなどの化学的変化が生じず、半永久的に用い
ることができる。そのため、−口の作業時間をフルに活
用して鋳造に当てることができ、鋳造装置の稼動率を高
めることができる。

このことは、鋳造により得られたグリッドのコスト低下
をも期待することができる。

また、従来、コルクを用いた場合に必要なコルクの塗り
替え作業、特に古いコルクの剥離作業が不要となり、環
境の悪い状況下での作業を少なくすることができる。

［実施例］ 第１図ないし第３図は、この発明の一実施例を説明する
ための図である。概略的に説明すると、図示した鋳造装
置は、互いに対をなす、第１および第２の鋳型１および
２を備え、これらは、近接・＃隔可能に設けられている
。この実施例では、第１の鋳型１が固定側であり、第２
の鋳型２が可動側である。なお、両方の鋳型１および２
が、ともに移動するように構成してもよい。また、第１
図には、固定側の鋳型が示されていて、可動側の鋳型２
は、この固定側の鋳型１と実質的に対称的な形状を有し
ていると理解すればよい。また、第２図は、第１図の線
■−Ｈに沿う断面に相当しており、第３図は、同じく第
１図の線■−■に沿う断面に相当している。

第１図に詳細に図示されている固定側の鋳型１について
、第２図および第３図をともに参照して、まず説明する
。

鋳型１は、一度に４個の集電体グリッドを鋳造すること
が意図されていて、それぞれのグリッドに対応して４個
のセラミック板３．．４，５．６が用いられる。これら
セラミック板３〜６は、面方向に位置合わせされた状態
で、１個のベース７の一方面に形成された凹部８内に嵌
合された状態で縦および横方向に並べられる。ベース７
は、たとえば鋳鉄のような金属から構成される。

セラミック板３〜６をベース７に対して保持するために
、いくつかの取付板９．　１０．　１１．　１２．１３
．１４，１５，１６．１７が用いられる。

各取付板９〜１７は、ベース７に対してたとえばねじ止
めされ、ベース７の四部８から張り出した部分にセラミ
ック板３〜６の各色の部分を係合させることにより、セ
ラミック板３〜６を凹部８内に保持する。なお、たとえ
ば第３図によく示されているように、取付板９〜エフは
、ベース７およびセラミック板３〜６の面から突出しな
いように、ベース７およびセラミック板３〜６には、取
付板９〜１７の厚みを受入れるだけの段差ないしは凹部
が形成される。また、取付板９〜１７を固定するねじ等
の頭部も、取付板９〜１７から突出しないようにされる
。

なお、図面では特に現われていないが、各セラミック板
３〜６相互および各セラミック板３〜６とベース７との
間には、ベース７を構成する金属とセラミック板３〜６
を構成するセラミックとの熱膨張率の差を吸収できる程
度の隙間が形成されているのが好ましい。このような隙
間は、極めて小さいもので済み、後で述べる溶融鉛合金
の注入時において、溶融鉛合金が大量に入り込むほどの
ものではない。また、たとえ、このような隙間に溶融鉛
合金が入り込んだとしても、この実施例では、得ようと
する各グリッドを形成する領域外において生じるに過ぎ
ないので、全く問題とならない。

前述したように１個のベース７に対して面方向に分割さ
れた４個のセラミック板３〜６が用いられるが、溶融鉛
合金が注入されるべきキャビティは、第１図かられかる
ように、一連の通路をなしている。このようなキャビテ
ィは、大きく分けて、集電体グリッドの鋳造に直接関与
するグリッド用キャビティと、各グリッド用キャビティ
にできるだけ素早く溶融鉛合金を導くための流通用キャ
ビティとがある。各セラミック板３〜６には、それぞれ
、グリッド用キャビティ１８，１９，２０゜２１が形成
されていて、これらグリッド用キャビティ１８〜２１を
互いに連結するように、各種の流通用キャビティが、成
るものは相隣り合うセラミック板３〜６の境界線を横切
るように設けられている。このような流通用キャビティ
の代表的なものとして、参照番号２２〜２５で示したも
のがある。

これらグリッド用キャビティ１８〜２１および流通用キ
ャビティ２２〜２５等に、溶融鉛合金を注入するために
、セラミック板３および４の各−万端縁に沿って一連の
勾配２７が形成される。この勾配２７の形成態様は、特
に第３図によく示されている。

ベース７には、複数の、たとえば２本の真空通路２８．
２９が形成され、これら真空通路２８゜２９の、ベース
７から突出した端部３０，３１には、それぞれ、真空源
に連通されたホース（図示せず）等が接続されるように
なっている。真空通路２８．２９は、たとえば第２図に
示す真空通路２９かられかるように、分岐３２．３３．
３４を備え、それぞれが、セラミック板５．６とベース
７との間の隙間またはセラミック板５とセラミック板６
との間の隙間を介してキャビティ２０．２１等と連通ず
るように構成されている。

固定側の鋳型１のベース７には、たとえば各側に２個ず
つのガイド穴３５．３６が設けられている。これらガイ
ド穴３５．３６には、第２図および第３図に示すように
、可動側の鋳型２から延びるガイド棒３７，３８が挿入
され、第２図に示すように、可動側の鋳型２が固定側の
鋳型１に対して平行移動する間、これら鋳型１，２間の
適正な位置合わせを達成するものである。

以上、主として、固定側の鋳型１の構成について説明し
たが、前述したように、可動側の鋳型２は、固定側の鋳
型１に対して実質的に対称的な構造を有している。した
がって、可動側の鋳型２が示されている第２図および第
３図において、固定側の鋳型１に対応する構成要素には
、固定側の鋳型１において用いた参照番号に“ａ”の添
字を付すことにより、繰返し説明することを省略する。

以上述べた鋳造装置を用いて集電体グリッドを鋳造する
とき、まず、第２図に実線で、かつ第３図に示すように
、可動側の鋳型２を固定側の鋳型１に近接させ、両鍔型
１，２の互いに対向する面間に、グリッドを鋳造するた
めのキャビティを形成する。このキャビティは、たとえ
ば、第２図に示すように、対をなすグリッド用キャビテ
ィ２０および２０ａ、２１および２１ａのように、互い
に対をなすグリッド用キャビティが合わされて形成され
た、閉じられたキャビティであり、その他、流通用キャ
ビティにおいても、たとえば第２図または第３図に示す
ように、対をなす流通用キャビティ２２および２２ａ、
２３および２３ａ、２４および２４ａ、２５および２５
ａというように、互いに合わされて閉じられた一連のキ
ャビティを形成する。そして、各真空通路２８．　２９
．　２８ａ、２９ａに真空が与えられ、キャビティ内に
負圧が与えられた状態にして、第３図に示す１対の勾配
２７．２７ａによって形成される注入口３９から、溶融
鉛合金が注入される。この溶融鉛合金は、鋳型１と鋳型
２との間に形成されたグリッド用キャビティおよび流通
用キャビティの双方を素早く埋め、そして所定時間経過
後、固化される。

その後、第２図に示すように、可動側の鋳型２が、固定
側の鋳型１から離隔され、得られた鋳造品としての集電
体グリッドが取出される。なお、この取出しを容易にす
るため、図示しないが、固定側の鋳型１および／または
可動側の鋳型２に、突き出しビン等を設けておいてもよ
い。

この実施例で得られた鋳造品は、第１図に示すグリッド
用キャビティ１８〜２１および流通用キャビティ２２〜
２６の形状かられかるように、４個のグリッドを連結し
たままの状態である。したがって、所望の形状のグリッ
ドを得るため、その後、適当に切断される。

以」二、この発明を、図示した実施例に関連して説明し
たが、この発明の範囲内において、いくつかの変形例が
可能である。

たとえば、上述した実施例では、１個の集電体グリッド
ごとに１枚のセラミック板を用いた。これによれば、い
ずれか１枚のセラミック板が破損しても、それを交換す
るだけで、他のセラミック板は引き続き使用できるとい
う経済上の利点がある。また、セラミック板は、できる
たけ小さい方が、その焼成および加工等が容易であると
いう利点もある。これらの利点をさらに追及するならば
、１個のグリッドに関してさらに面方向に分割した複数
個のセラミック板を用いるようにしてもよい。

この場合、各セラミック板の間の隙間に溶融鉛合金がは
み出ることもあり得るが、これは、周知のパリ取りによ
って容易に解決することができる。

なお、これらの利点を望まないのであれば、単に１枚の
セラミック板のみで複数個のグリッドを鋳造できる大き
さにしてもよい。

また、図示の実施例では、４個のグリッドを同時に鋳造
する鋳造装置を開示したが、さらに多くのグリッドを一
挙に鋳造できる鋳造装置であっても、逆にたとえば１個
のようにさらに少ないグリッドしか鋳造できない鋳造装
置であってもよい。

また、図示の実施例では、金属等からなるベースとセラ
ミック板とを組合わせてそれぞれの鋳型を構成した。こ
の場合のセラミック板のベースへの保持手段は、図示の
例には限らず、たとえば、「あり」と「あり溝」との組
合わせを用いてもよく、そのような保持手段は何ら限定
されるものではない。

また、図示の実施例では、互いに対をなす鋳型の双方に
キャビティを形成するための溝が形成されたが、一方の
鋳型にのみ溝を形成し、他方の鋳型を単なる平面状とし
て、互いに合わされたときに、閉じられたキャビティを
形成するような構造であってもよい。

また、図示の実施例のように、金属等からなるベースと
セラミック板との組合わせを用いる場合、両方の鋳型が
合わされるときの’ｌｉ撃を、セラミック板が直接受け
ないようにするため、セラミック板の面をベースの面に
対してわずかに低く位置させておいてもよい。このよう
な高さの差は、たとえばミクロンオーダで充分であり、
したがって、両鋳型のセラミック板間に形成される隙間
は、溶融鉛合金の鋳造に何ら影響を与えるものではない
。

さらに、鋳型全体をセラミックで構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の鋳造装置に含まれる固定側の鋳型
１を示す正面図である。第２図は、第１図の固定側の鋳
型１が可動側の鋳型２と組合わされた状態を示し、第１
図の線■−Ｈに沿う断面に相当している。第３図は、同
じく、固定側の鋳型１と可動側の鋳型２とが組合わせさ
れた状態を示し、第１図の線■−■に沿う断面に相当し
ている。 図において、１は固定側の鋳型（第１の鋳型）、２は可
動側の鋳型（第２の鋳型）、３．　４．　５゜６．４ａ
、５ａ、６ａはセラミック板、７，７ａはベース、９，
１０，１１，１２，１３，１４゜１５．１６，１７．９
ａ、１２ａ、１５ａは取付板、１８，１９，２０，２１
，２０ａ、２１ａはグリッド用キャビティ、２２，２３
，２４，２５゜２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａは流通
用キャビティ、２ｇ、２９．２８ａ、２９ａは真空通路
、３９は注入口である。 第３図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）近接・離隔可能に設けられ、かつ互いに対をなす
   、第１および第２の鋳型を備え、前記第１および第２の
   鋳型が近接したとき、当該両鋳型の互いに対向する面間
   に、鉛蓄電池用集電体グリッドを鋳造するためのキャビ
   ティが形成される、鉛蓄電池用集電体グリッドの製造装
   置において、前記キャビティを形成する壁面がセラミッ
   クから構成されたことを特徴とする、鉛蓄電池用集電体
   グリッドの鋳造装置。
2. （２）前記第１および第２の鋳型の互いに対向する面の
   双方に、前記両鋳型が合わされたとき１つの前記キャビ
   ティを形成するための溝がそれぞれ形成される、特許請
   求の範囲第１項記載の鉛蓄電池用集電体グリッドの鋳造
   装置。
3. （３）前記第１および第２の鋳型は、それぞれ、ベース
   と前記ベースによって保持されかつ互いに対向して前記
   キャビティを形成するセラミック板とからなる、特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の鉛蓄電池用集電体グ
   リッドの鋳造装置。
4. （４）前記ベースは金属からなり、前記セラミック板は
   、前記ベースに対して、熱膨張率の差を吸収できる程度
   の隙間を介して保持されている、特許請求の範囲第３項
   記載の鉛蓄電池用集電体グリッドの鋳造装置。
5. （５）前記ベースには、真空通路が形成され、前記真空
   通路は、前記隙間を介して前記キャビティと連通される
   、特許請求の範囲第４項記載の鉛蓄電池用集電体グリッ
   ドの鋳造装置。
6. （６）前記セラミック板は、１個の前記ベースに対して
   面方向に分割された複数個のものが用いられる、特許請
   求の範囲第３項ないし第５項のいずれかに記載の鉛蓄電
   池用集電体グリッドの製造装置。
7. （７）前記セラミックは、多孔質のものが用いられる、
   特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の
   鉛蓄電池用集電体グリッドの鋳造装置。