WO2019176814A1

WO2019176814A1 - 保持装置及び鋳造部材製造装置

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Publication number: WO2019176814A1
Application number: PCT/JP2019/009501
Authority: WO
Inventors: 和之津田; 俊和畠中; 真森岡
Original assignee: 日立化成株式会社
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2019-09-19
Also published as: JPWO2019176814A1; JP6756415B2; CN111867752A; CN111867752B

Abstract

保持装置の一対のチャック部は、離反位置に位置するときに、第一方向に互いに背向する背向面に形成されたチャック面によって芯金部材を保持すると共に、第三方向上方に芯金部材を持ち上げ可能に設けられている。チャック面は、第三方向におけるチャック面の両端部よりも接近位置側に形成された保持部と、上記両端部と保持部の第三方向における両端とをそれぞれ接続するテーパ部と、を有し、保持部の第三方向における中心位置は、チャック面の第三方向における中心位置よりも下方に配置されている。

Description

保持装置及び鋳造部材製造装置

　本発明の一側面は、鉛蓄電池に用いられる鋳造部材の保持装置及び鋳造部材製造装置に関する。

　鉛蓄電池に用いられる集電体としての芯金又は格子体は、鉛（鉛合金）を鋳造して製造されている。鋳造装置によって製造された鋳造部材は、保持装置によって鋳造機から取り出されたり移送されたりする。例えば、特許文献１には、鋳造部材を保持するハンド部を備えた移送装置が開示されている。

特開平６－３４４１１８号公報

　鉛蓄電池に用いられる芯金又は格子体のような鋳造部材は、鉛合金を鋳造して製造されるため、一般に柔らかく、変形し易いという性質を有する。上記従来のハンド部は、このような性質の鋳造部材を保持することが考慮されていない。このため、変形した鋳造部材をしっかりと保持することができずに落下させたり、鋳造部材を保持した際の鋳造部材の変形により、しっかりと保持することができなくなって鋳造部材を落下させたりすることがあった。このような鋳造部材の落下は、生産性を低下させてしまう原因となっていた。

　そこで、本発明の一側面の目的は、鋳造部材を保持するときの破損又は落下を抑制できる保持装置及び鋳造部材製造装置を提供することにある。

　本発明の一側面に係る保持装置は、鉛蓄電池に用いられ、互いに直交する第一方向及び第二方向に平行な平面に沿って延在する鋳造部材を保持する保持装置であって、本体部と、本体部を、平面に直交する第三方向において鋳造部材と対向するように配置したときに、本体部の鋳造部材側に配置される一対のチャック部と、一対のチャック部同士を、平面に沿って互いに接近させる方向を接近方向、平面に沿って互いに離反させる方向を離反方向としたとき、一対のチャック部を接近方向及び離反方向に移動させる駆動部と、を備え、一対のチャック部は、互いに背向する背向面に、接近方向に向かって凹む一対のチャック面が形成されており、一対のチャック面は、一対のチャック部の移動方向において、第三方向におけるチャック面の両端部よりも接近方向側に形成された保持部と、チャック面の両端部と保持部の第三方向における両端部とをそれぞれ接続するテーパ部と、を有し、本体部を、第三方向において鋳造部材と対向するように配置したときに、保持部の第三方向における中心位置は、チャック面の第三方向における中心位置よりも鋳造部材側に配置されている。

　この構成の保持装置では、鋳造部材の保持するチャック面において、保持部に接続されるテーパ部が形成されている。このため、一対のチャック部が離反方向に移動すると、鋳造部材は、保持部又はテーパ部に接触するようになる。鋳造部材が保持部に接触されると、そのまま保持部によって鋳造部材が保持される。鋳造部材がテーパ部に接触されると、テーパ部によって保持部まで誘導され、その後保持部によって鋳造部材が保持される。これにより、鋳造部材が保持部以外の部位で保持される異常な状態で保持されることがなくなる。更に、この構成の保持装置では、保持部の第三方向における中心位置が、チャック面の第三方向における中心位置よりも本体部側に配置されている場合と比べ、鋳造部材を把持する際の本体部と鋳造部材との距離を長く確保できる。これにより、本体部と鋳造部材とが接触することを抑制できる。これらの結果、鋳造部材を保持するときの破損（変形も含む）又は落下を抑制できる。

　本発明の一側面に係る保持装置は、鉛蓄電池に用いられ、互いに直交する第一方向及び第二方向に平行な平面に沿って延在する鋳造部材を保持する保持装置であって、本体部と、本体部を、平面に直交する第三方向において鋳造部材と対向するように配置したときに、本体部の鋳造部材側に配置される一対のチャック部と、一対のチャック部同士を、平面に沿って互いに接近させる方向を接近方向、平面に沿って互いに離反させる方向を離反方向としたとき、一対のチャック部を接近方向及び離反方向に移動させる駆動部と、を備え、一対のチャック部は、互いに対向する対向面に、離反方向に向かって凹む一対のチャック面が形成されており、一対のチャック面は、一対のチャック部の移動方向において、第三方向におけるチャック面の両端部よりも離反方向側に形成された保持部と、チャック面の両端部と保持部の第三方向における両端部とをそれぞれ接続するテーパ部と、を有し、本体部を、第三方向において鋳造部材と対向するように配置したときに、保持部の第三方向における中心位置は、チャック面の第三方向における中心位置よりも鋳造部材側に配置されている。

　この構成の保持装置では、鋳造部材を保持するチャック面において、保持部に接続されるテーパ部が形成されている。このため、一対のチャック部が離反方向に移動すると、鋳造部材は、保持部又はテーパ部に接触するようになる。鋳造部材が保持部に接触されると、そのまま保持部によって鋳造部材が保持される。鋳造部材がテーパ部に接触されると、テーパ部によって保持部まで誘導され、その後保持部によって鋳造部材が保持される。これにより、鋳造部材が保持部以外の部位で保持される異常な状態で保持されることがなくなる。更に、この構成の保持装置では、保持部の第三方向における中心位置が、チャック面の第三方向における中心位置よりも本体部側に配置されている場合と比べ、鋳造部材を把持する際の本体部と鋳造部材との距離を長く確保できる。これにより、本体部と鋳造部材とが接触することを抑制できる。これらの結果、鋳造部材を保持するときの破損又は落下を抑制できる。

　本発明の一側面に係る保持装置では、テーパ部は、湾曲状に形成されてもよい。この構成の保持装置では、よりスムーズに鋳造部材を保持部に誘導することができる。

　本発明の一側面に係る保持装置では、保持部は、第三方向に沿って延在していてもよい。この構成の保持装置では、正常な状態の幅を広げることができるので、より確実に、鋳造部材を保持するときの破損又は落下を抑制できる。

　本発明の一側面に係る保持装置では、一対のチャック部は、移動方向と第三方向とに直交する方向から見た形状が互いに異なっていてもよい。この構成の保持装置では、鋳造部材の形状に合わせた保持ができるようになるので、より確実に破損又は落下を抑制できるようになる。

　本発明の一側面に係る鋳造部材製造装置では、上記の保持装置と、鋳造部材を鋳造する成形金型と、保持装置を成形金型に接近及び離反可能に移動させる多関節ロボットと、を備えてもよい。この構成の鋳造部材製造装置では、保持装置が多関節ロボットによって移動されるので、成形金型全体に対し自由に移動できる。

　本発明の一側面に係る鋳造部材製造装置では、保持装置には、移動方向における成形金型側に、成形金型に離型剤を散布する離型剤吐出ノズルが配置されていてもよい。この構成の鋳造部材製造装置では、成形金型から鋳造部材を取り出すと同時に成形金型に離型剤を散布できるので、生産効率を高めることができる。更に、この構成の鋳造部材製造装置では、保持装置が多関節ロボットによって移動されるので、成形金型全体に対し自由に移動でき、隅々まで離型剤を散布できる。

　本発明の一側面に係る鋳造部材製造装置では、一対のチャック部は、第一チャックと、第三方向におけるテーパ部の長さが第一チャックのテーパ部よりも長い第二チャックと、を有し、駆動部及び多関節ロボットは、第一チャックよりも先に第二チャックが鋳造部材を保持するように、一対のチャック部及び保持装置の少なくとも一方を移動させてもよい。ここで、鋳造部材が一方のチャック（第一チャック）によって先に保持されると、他方のチャック（第二チャック）が把持しようとしていた鋳造部材の位置が変動することがある。本発明の一側面に係る鋳造部材製造装置では、第二チャックのテーパ部を第一チャックのテーパ部よりも長くしているので、上記のような鋳造部材の位置に変動が生じても確実に鋳造部材を第二チャックの保持部に誘導することができる。

　本発明の一側面に係る鋳造部材製造装置は、成形金型に溶融した鉛を供給する供給装置を更に備え、成形金型は、鉛直方向に傾けた状態で配置されており、供給装置から鉛が供給される供給口が最下部に形成されている。

　本発明の一側面に係る鋳造部材製造装置では、成形金型は、第一方向に延在すると共に第二方向に配列される芯金が形成される第一領域と、第二方向に配列された芯金の第一方向における一方の端部を連結すると共に供給口に隣接する第一連結部、及び第二方向に配列された芯金の第一方向における他方の端部を連結する第二連結部が形成される二つの第二領域と、を有しており、成形金型は、第二連結部が形成される側の第二領域が第一領域よりも鉛直方向上方に位置するように配置されていてもよい。この構成では、第二領域には比重が軽い溶融鉛が供給されることから、第二連結部が品質的に劣る材料で形成され、芯金が品質的に優る材料で形成される。後工程において切断されて商品としては使用されることがない第二連結部の品質を敢えて落とすことで、品質に優れた芯金を形成することができる。この結果、品質に優れた鉛蓄電池を製造することが可能となる。

　本発明の一側面によれば、鋳造部材を保持するときの破損又は落下を抑制できる。

図１は、芯金製造装置を模式的に示す図である。図２は、芯金製造装置に含まれる供給装置及び成形装置を示す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、成形装置の動作を示す図である。図４は、芯金部材を示す平面図である。図５は、芯金製造装置に含まれる保持装置の平面図である。図６は、芯金製造装置に含まれる保持装置の正面図である。図７は、芯金製造装置に含まれる保持装置の側面図である。図８（ａ）は前爪の正面図であり、図８（ｂ）は後爪の正面図である。図９は、成形装置及び搬送装置の動作を示すフローチャートである。図１０（ａ）は変形例に係る前爪の正面図であり、図１０（ｂ）は変形例に係る後爪の正面図である。図１１（ａ）は変形例に係る前爪の正面図であり、図１１（ｂ）は変形例に係る後爪の正面図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の一側面の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図４～図８、図１０及び図１１は、説明の便宜のため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を設定する。

　図１に示されるように、芯金製造装置（鋳造部材製造装置）１は、供給装置３と、成形装置５と、搬送装置７と、切断装置８と、集積部９と、制御装置１０と、を備えている。芯金製造装置１では、鉛蓄電池に用いられる鉛電極の鋳造部材を製造する。例えば、クラッド式鉛蓄電池（クラッド弁式鉛蓄電池）において、クラッドチューブを有する鉛蓄電池用クラッド式正極に使用される芯金Ｅ１（図４参照）を製造する。

　制御装置１０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）等を有する電子制御ユニットである。制御装置１０は、供給装置３、成形装置５、搬送装置７、及び切断装置８の各種動作を制御する。

　供給装置３は、鉛を溶融して、成形装置５に鉛を供給する。図２に示されるように、供給装置３は、溶融釜１１と、供給機構１２と、を有している。

　溶融釜１１は、鉛（鉛合金を含む）を溶融する。溶融釜１１には、例えば、鉛のインゴットが供給される。溶融釜１１は、供給装置３において、例えば下部に配置される。溶融釜１１には、供給部１３が設けられている。供給部１３は、成形装置５の後述する成形金型３０に接続され、溶融釜１１内の鉛を成形金型３０に供給する。

　供給機構１２は、サーボモータ１４と、駆動機構１６と、を有している。サーボモータ１４は、供給装置３において、例えば上部に配置される。駆動機構１６は、伝達部１８と、ボールねじ部２０と、ピストン２２と、を含んで構成されている。

　伝達部１８は、サーボモータ１４の出力軸（図示省略）とボールねじ部２０とを接続している。伝達部１８は、例えば、ベルトである。ボールねじ部２０は、軸部材２４を有している。ボールねじ部２０は、サーボモータ１４の出力軸の回転運動を、軸部材２４の直線運動に変換する。ボールねじ部２０は、サーボモータ１４の出力軸の回転に応じて、軸部材２４を上下方向に移動させる。

　ピストン２２は、溶融釜１１に接続されている。ピストン２２は、溶融釜１１内の鉛を供給部１３に押し出す。ピストン２２には、軸部材２４が連結されている。ピストン２２は、軸部材２４の移動に応じて、上下方向に移動する。供給装置３では、ピストン２２が下方向に移動することにより、鉛に圧力を加えた状態で、溶融釜１１から成形装置５に対して供給（注入）される。供給装置３の動作は、制御装置１０により制御される。

　図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、成形装置５は、成形金型３０と、移動機構３１と、油圧機構３２と、を有している。

　成形金型３０は、一部が芯金Ｅ１として使用される芯金部材Ｅを成形する鋳造金型である。成形金型３０は、互いに直交するＸ軸方向（第一方向）及びＹ軸方向（第二方向）に平行な平面に沿って延在する。具体的には、図４に示されるように、芯金部材Ｅは、Ｘ軸方向に延在すると共にＹ軸方向に配列され、集電体としてクラッドチューブに挿入される芯金Ｅ１と、Ｙ軸方向に配列される複数の芯金Ｅ１を連結する第一連結部Ｅ２及び第二連結部Ｅ３と、第二連結部Ｅ３に接続され、端子に接続される耳部Ｅ４とを有している。

　図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、成形金型３０は、第一金型３０ａと、第二金型３０ｂと、を有している。本実施形態では、第一金型３０ａは、第二金型３０ｂに対して、近づく方向及び離間する方向に移動可能に設けられている。具体的には、第一金型３０ａは、一端部（供給装置３側の端部）に設けられた軸を中心として、揺動可能に設けられている。成形金型３０は、水平方向（図２における左右方向）に対して、傾斜して配置されている。具体的には、成形金型３０は、供給装置３側の一端部が下端部となるように傾斜している。成形金型３０の水平方向に対する傾斜角度は、適宜設定される。

　成形金型３０には、接続部（供給口）３４が設けられている。本実施形態では、接続部３４は、第二金型３０ｂに設けられている。接続部３４は、供給装置３の供給部１３に接続され、供給装置３から鉛の供給を受ける。接続部３４は、第一金型３０ａと第二金型３０ｂとが閉じられたときに、第一金型３０ａと第二金型３０ｂとにより画成される空間に連通している。なお、接続部３４には、成形金型３０から供給装置３への鉛の逆流を防止する弁（図示省略）が設けられている。接続部３４は、第二金型３０ｂの下端部（最下部）に配置されている。この構成では、成形金型３０には、下端部から鉛が供給される。これにより、鉛は、成形金型３０に供給されると、成形金型３０内を上昇するようにして充填される。

　図３（ａ）及び図４に示されるように、成形金型３０は、Ｘ軸方向に延在すると共にＹ軸方向に配列される芯金Ｅ１が形成される第一領域Ａ１と、Ｙ軸方向に配列された芯金Ｅ１を連結する第一連結部Ｅ２と第一連結部Ｅ２に隣接する耳部Ｅ４とが形成される第二領域Ａ２と、Ｙ軸方向に配列された芯金Ｅ１を連結する第二連結部Ｅ３が形成される第二領域Ａ２と、を有している。成形装置５において成形金型３０は、第二連結部Ｅ３が形成される側の第二領域Ａ２が第一領域Ａ１よりもＺ軸方向（鉛直方向・第三方向）上方に位置するように配置されている。

　本実施形態では、第二金型３０ｂには、複数の押出しピン３６が設けられている。押出しピン３６のそれぞれは、成形金型３０で成形された芯金部材Ｅが第二金型３０ｂから離型するように、芯金部材Ｅを下方から突き上げる。押出しピン３６のそれぞれは、第二金型３０ｂの表面から突出する突出位置（図３（ｂ）に示す位置）と、当該表面から突出しない待機位置と、に移動可能に設けられている。押出しピン３６は、図示しないシリンダで駆動される。押出しピン３６のそれぞれは、突出位置に移動することにより、芯金部材Ｅを第二金型３０ｂから離型させる。

　移動機構３１は、成形金型３０を移動させる。移動機構３１は、図示しない油圧シリンダにより、成形金型３０を移動させる。移動機構３１は、第二金型３０ｂを摺動可能に支持する。移動機構３１は、成形金型３０が上記傾斜角度で配置されるように、水平方向に対して所定角度で傾斜している。成形金型３０は、移動機構３１によって、供給装置３から鉛が供給される供給位置（図３（ａ）で示される位置）と、供給装置３から離間して芯金部材Ｅが離型される離型位置（供給部１３と接続部３４との接続が解除される位置）（図３（ｂ）に示される位置）とに移動する。

　油圧機構３２は、成形金型３０の第一金型３０ａ及び第二金型３０ｂを開ける動作及び閉める動作を行う。油圧機構３２は、油圧シリンダ３８を有している。油圧シリンダ３８は、例えば、複数設けられている。油圧機構３２は、所定の圧力（例えば、３０ｔ－５０ｔ程度）で、成形金型３０の閉状態を維持する。

　図１に示されるように、搬送装置７は、成形金型３０において成形された芯金部材Ｅを切断装置８に搬送し、その後、集積部９に芯金部材Ｅを集積させる。搬送装置７は、多関節ロボット４０と、保持装置５０と、を有している。搬送装置７は、成形金型３０において成形された芯金部材Ｅを、次工程の切断装置８及び集積部９にまで移送する。多関節ロボット４０は、複数の関節からなるアーム部４１と、アーム部４１を回転可能に保持する回転部４３と、を有している。アーム部４１及び回転部４３は、保持装置５０を成形金型３０と切断装置８と集積部９の間で移動させる。

　保持装置５０は、芯金部材Ｅを保持する装置である。図５～図８に示されるように、保持装置５０は、本体部５１と、チャック部６０と、駆動部５５と、を備えている。本体部５１は一方向に延在する。本体部５１は、成形金型３０から芯金部材Ｅを取り出す（持ち上げる）際に、本体部５１の延在方向が、成形金型３０の移動方法、すなわち、成形金型３０への溶融鉛の供給（注入）方向に一致するように（本実施形態ではＸ軸方向）、多関節ロボット４０に固定されている。

　チャック部６０は、前爪（チャック部・第二チャック）６１及び後爪（チャック部・第一チャック）７１を有しており、対をなしている。前爪６１及び後爪７１は、ステンレス鋼の材料から形成される板状部材であり、その厚みの例は、１．５ｍｍ～４．５ｍｍである。駆動部５５は、前爪６１及び後爪７１（一対のチャック部）同士を互いに接近させる方向を接近方向、離反させる方向を離反方向としたとき、前爪６１及び後爪７１を接近方向及び離反方向に移動させる。

　本実施形態では、駆動部５５は、後爪７１を支持する第一支持部材５７を本体部５１に対してＸ軸方向に移動させる。前爪６１は、本体部５１に固定される第二支持部材５６に支持されている。これにより、前爪６１及び後爪７１同士は、Ｘ軸方向に互いに接近する接近位置と離反する離反位置との間で移動させられる。前爪６１は、図示しないボルト等が挿通孔６９に挿通されることによって第二支持部材５６に固定される。後爪７１は、図示しないボルト等が挿通孔７９に挿通されることによって第一支持部材５７に固定される。駆動部５５の例は、電動シリンダ又はエアシリンダである。

　図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、前爪６１及び後爪７１は、互いに背向する背向面ＢＦ，ＢＦに、接近方向に向かって凹む一対のチャック面６１Ｆ，７１Ｆが形成されている。前爪６１及び後爪７１は、互いに離反位置に位置するときに、Ｘ軸方向に互いに背向する背向面ＢＦ，ＢＦに形成されたチャック面６１Ｆ，７１Ｆによって芯金部材Ｅを保持すると共に、Ｚ軸方向上方に芯金部材Ｅ持ち上げ可能に設けられている。前爪６１は、図４に示される芯金部材Ｅの第一連結部Ｅ２を保持し、後爪７１は、芯金部材Ｅの第二連結部Ｅ３を保持する。

　本実施形態では、一対のチャック部６０を構成する前爪６１及び後爪７１は、Ｙ軸方向から見た形状が互いに異なっている。図８（ａ）に示されるように、前爪６１のチャック面６１Ｆは、Ｚ軸方向における両端部６２Ａ，６２Ｂよりも接近位置側に形成された保持部６３と、両端部６２Ａ，６２Ｂと保持部６３の両端部６３Ａ，６３Ｂとをそれぞれ接続するテーパ部６４Ａ，６４Ｂと、を有している。本体部５１を、ＸＹ平面に直交するＺ軸方向において芯金部材Ｅと対向するように配置したときに（図６及び図７参照）、保持部６３のＺ軸方向における中心位置Ｍ１は、チャック面６１ＦのＺ軸方向における中心位置Ｍよりも下方（芯金部材Ｅ側）に配置されている。保持部６３は、Ｚ軸方向に沿って延在している。保持部６３のＺ軸方向における長さＨ１の例は、５．０ｍｍ～１０．０ｍｍである。Ｘ軸方向における両端部６２Ａ，６２Ｂから保持部６３までの距離Ｄ１の例は、５．０ｍｍ～１０．０ｍｍである。

　図８（ｂ）に示されるように、後爪７１のチャック面７１Ｆは、Ｚ軸方向における両端部７２Ａ，７２Ｂよりも接近位置側に形成された保持部７３と、両端部７２Ａ，７２Ｂと保持部７３の両端部７３Ａ，７３Ｂとをそれぞれ接続するテーパ部７４Ａ，７４Ｂと、を有し、保持部７３のＺ軸方向における中心位置Ｍ２は、チャック面７１ＦのＺ軸方向における中心位置Ｍよりも下方に配置されている。保持部７３のＺ軸方向における長さＨ２の例は、５．０ｍｍ～１０．０ｍｍである。Ｘ軸方向における両端部７２Ａ，７２Ｂから保持部７３までの距離Ｄ２の例は、５．０ｍｍ～１０．０ｍｍである。

　成形金型３０から芯金部材Ｅを取り出す際には、多関節ロボット４０は、芯金部材Ｅの上方から保持装置５０を接近させ、前爪６１及び後爪７１を芯金Ｅ１と芯金Ｅ１との間のスペースＳ（図４参照）に挿入させる。そして、保持装置５０は、スペースＳに挿入された前爪６１及び後爪７１を互いに離反する方向に移動させ、前爪６１を第一連結部Ｅ２に接触させると共に、後爪７１を第二連結部Ｅ３に接触させることによって、芯金部材Ｅを保持する。

　離型剤吐出ノズル８１，８１は、成形金型３０である第一金型３０ａ及び第二金型３０ｂに離型剤を散布する。離型剤吐出ノズル８１，８１は、保持装置５０が成形金型３０側に移動する方向における成形金型３０側に配置されている。離型剤吐出ノズル８１，８１は、図示しないチューブ等を介して供給源から離型剤が供給される。

　切断装置８は、図４に示される芯金部材Ｅの一部である耳部Ｅ４を切断する。切断装置８は、搬送装置７によって芯金部材Ｅの耳部Ｅ４側から投入され、耳部Ｅ４の一部を切断する。集積部９は、二本のレール９Ａ，９Ａを有しており、芯金製造装置１によって製造される芯金部材Ｅを集積する。搬送装置７は、切断装置８に芯金部材Ｅを投入した後、芯金部材Ｅを水平面内（ＸＹ平面）において１８０度回転させて、第一連結部Ｅ２側から集積部９に投入される。芯金部材Ｅは、第一連結部Ｅ２が二本のレール９Ａ，９Ａに懸架された状態で集積される。集積部９に一定の量の芯金部材Ｅが集積されると、下流工程に向けて搬送される。なお、集積部９において二本のレール９Ａ，９Ａに懸架される第一連結部Ｅ２は、上記下流工程において切断される。

　続いて、芯金製造装置１による芯金部材Ｅの製造方法について、図９を参照して説明する。図９に示されるように、成形金型３０に離型剤が散布される（ステップＳ０）。成形金型３０への離型剤の散布は、搬送装置７に保持された保持装置５０によって行われる。すなわち、成形金型３０により鋳造される芯金部材Ｅが成形金型３０から取り出されると同時に離型剤が散布される。次に、成形装置５における油圧機構３２によって、成形金型３０の第一金型３０ａが移動されて、第一金型３０ａと第二金型３０ｂとが閉じられる（ステップＳ１）。更に、成形金型３０は、第一金型３０ａと第二金型３０ｂとが加圧された状態で閉じられる（ステップＳ２）。このとき、成形金型３０は、供給位置（図３（ａ）参照）に位置している。成形金型３０は、所定の温度を有する。例えば、成形金型３０は、１００℃～１５０℃に設定される。

　続いて、供給装置３におけるサーボモータ１４が作動して、溶融釜１１内の鉛が成形金型３０に対して加圧された状態で供給される（ステップＳ３）。ステップＳ３では、所定量の溶融鉛が成形金型３０に対して供給される。成形金型３０への溶融鉛の供給後、所定時間が経過すると、加圧状態にある第一金型３０ａと第二金型３０ｂとが加圧された状態が解放される。すなわち、第一金型３０ａと第二金型３０ｂとは、弛緩された状態で閉じられている（ステップＳ４）。続いて、成形金型３０において、芯金部材Ｅが所定時間冷却される（ステップＳ５）。芯金部材Ｅは、加圧がない状態で冷却される。芯金部材Ｅの冷却時間は、適宜設定される。次に、移動機構３１によって、成形金型３０が離型位置（図３（ｂ）参照）に移動する。

　続いて、油圧機構３２によって、第一金型３０ａが開く方向に移動されて、成形金型３０が開状態とされる（ステップＳ６）。次に、第二金型３０ｂに設けられた押出しピン３６が突出位置に移動する（ステップＳ７）。これにより、成形金型３０により成形された芯金部材Ｅが第二金型３０ｂから離型される。

　次に、搬送装置７の動作について説明する。成形装置５において、ステップＳ７に芯金部材Ｅが第二金型３０ｂから離型されると、当該芯金部材Ｅは、搬送装置７に保持された保持装置５０によって第二金型３０ｂから取り出される。本実施形態では、保持装置５０の駆動部５５及び搬送装置７は、前爪６１よりも先に後爪７１が芯金部材Ｅを保持するように、前爪６１及び後爪７１を移動させる。以下、Ｘ軸方向において、前爪６１が配置されている側を前側、後爪７１が配置されている側を後側として説明する。

　搬送装置７は、本体部５１を、Ｚ軸方向において芯金部材Ｅと対向するように配置し、前爪６１及び後爪７１を、芯金部材Ｅの上方から保持装置５０を接近させ、前爪６１及び後爪７１を芯金Ｅ１と芯金Ｅ１との間のスペースＳ（図４参照）に挿入させる。次に、駆動部５５を駆動して、本体部５１に対して後爪７１を前側に移動させる。これにより、後爪７１が第二連結部Ｅ３に接触（保持）する。これとほぼ同時に、駆動部５５の駆動を維持したまま、搬送装置７は、保持装置５０を後側に移動させる。これにより、前爪６１が第一連結部Ｅ２に接触（保持）する。この時点で駆動部５５の駆動が停止される。

　続いて、搬送装置７に保持された保持装置５０によって成形金型３０に離型剤が散布される（ステップＳ０）。続いて、搬送装置７に保持された保持装置５０によって芯金部材Ｅが保持され、切断装置８にまで搬送される（ステップＳ１１）。搬送装置７は、芯金部材Ｅを耳部Ｅ４側から切断装置８に投入する。そして、切断装置８において、芯金部材Ｅの一部である耳部Ｅ４が切断される（ステップＳ１１）。なお、搬送装置７に保持された保持装置５０によって芯金部材Ｅが保持されると、第二金型３０ｂの押出しピン３６は、待機位置に移動する。また、成形装置５における移動機構３１によって、成形金型３０が供給位置（図３（ａ）参照）に移動する。

　次に、搬送装置７は、切断装置８において耳部Ｅ４が切断された芯金部材Ｅを水平面内で１８０度回転させて、第一連結部Ｅ２側から集積部９に投入する（ステップＳ１２）。次に、保持装置５０のチャック部６０を閉じる方向（接近位置）に移動させて、集積部９における二つのレール９Ａ，９Ａに芯金部材Ｅを受け渡す（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、芯金部材Ｅは、第一連結部Ｅ２が二本のレール９Ａ，９Ａに懸架された状態で集積される。次に、搬送装置７は、保持装置５０を成形金型３０における取り出し位置、すなわち、成形金型３０から離型された芯金部材Ｅの上方に保持装置５０を移動させる（ステップＳ１４）。そして、チャック部６０における前爪６１及び後爪７１を互いに離反する方向に移動させ、芯金部材Ｅを保持する（ステップＳ１５）。そして、成形金型３０に離型剤を散布した後で、保持した芯金部材Ｅを移動させ、切断装置８に移送する。あとは、ステップＳ０～ステップＳ１５を繰り返す。

　以上説明したように、上記実施形態に係る芯金製造装置１では、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、芯金部材Ｅを保持するチャック面６１Ｆ（７１Ｆ）に、保持部６３（７３）に接続されるテーパ部６４Ａ，６４Ｂ（７４Ａ，７４Ｂ）が形成されているので、保持装置５０が芯金部材Ｅを保持するときに、保持部６３（７３）で芯金部材Ｅを保持できなかった場合でも、テーパ部６４Ａ，６４Ｂ（７４Ａ，７４Ｂ）に沿って芯金部材Ｅが保持部６３（７３）まで誘導される。これにより、芯金部材Ｅが保持部６３（７３）で保持されない異常な状態で保持されることがなくなる。

　更に、上記実施形態の保持装置５０では、保持部６３（７３）のＺ軸方向における中心位置Ｍ１（Ｍ２）は、チャック面６１Ｆ（７１Ｆ）のＺ軸方向における中心位置Ｍよりも下方に配置されている。このため、保持部６３（７３）のＺ軸方向における中心位置Ｍ１（Ｍ２）が、チャック面６１Ｆ（７１Ｆ）のＺ軸方向における中心位置Ｍよりも上方に配置されている場合と比べ、芯金部材Ｅを把持する際の本体部５１と芯金部材Ｅとの距離を長く確保できる。これにより、本体部５１と芯金部材Ｅとが接触することを抑制できる。これらの結果、芯金部材Ｅを保持するときの破損又は落下を抑制できる。

　本実施形態における保持装置５０の保持部６３（７３）は、Ｚ軸方向に沿って延在しているので、芯金部材Ｅを正常な状態で保持するときの幅を広げることができる。この結果、より確実に、芯金部材Ｅを保持するときの破損又は落下を抑制できる。

　上記実施形態における保持装置５０では、一対のチャック部６０，６０は、Ｙ軸方向から見た形状が互いに異なっているので、芯金部材Ｅの形状に合わせた保持ができるようになる。この結果、より確実に芯金部材Ｅの破損又は落下を抑制できるようになる。

　上記実施形態における保持装置５０では、一対のチャック部６０，６０は、後爪７１と、Ｚ軸方向におけるテーパ部６４Ａの長さＨ１が後爪７１のテーパ部７４Ａよりも長い前爪６１と、を有し、駆動部５５は、前爪６１よりも先に後爪７１が芯金部材Ｅを保持するように、一対のチャック部６０，６０を移動させている。ここで、芯金部材Ｅが一方のチャック（後爪７１）によって保持されると、他方のチャック（前爪６１）が把持しようとしていた芯金部材Ｅの位置が、例えば、上下方向（Ｚ軸方向）に変動することがある。上記実施形態における保持装置５０では、テーパ部６４Ａの長さをテーパ部７４Ａよりも長くしているので、上記のような芯金部材Ｅの位置に変動が生じても確実に芯金部材Ｅを保持部６３に誘導することができる。

　上記実施形態の芯金製造装置１では、成形金型３０から芯金部材Ｅを取り出すと同時に成形金型３０に離型剤を散布できるので、生産効率を高めることができる。更に、この構成の芯金製造装置１では、保持装置５０が多関節ロボット４０によって移動されるので、成形金型３０全体に対し自由に移動でき、隅々まで離型剤を散布できる。

　上記実施形態の芯金製造装置１の成形金型３０は、第二連結部Ｅ３が形成される第二領域Ａ２が第一領域Ａ１よりもＺ軸方向上方に位置するように配置されているので、第二領域Ａ２には比重が軽い溶融鉛が供給される。これにより、第一連結部Ｅ２が品質的に劣る材料で形成され、芯金Ｅ１が品質的に優る材料で形成される。後工程において切断されて商品としては使用されることがない第一連結部Ｅ２の品質を敢えて落とすことで、品質に優れた芯金Ｅ１を形成することができる。この結果、品質に優れた鉛蓄電池を製造することが可能となる。

　以上、本発明の一側面に係る実施形態について説明してきたが、本発明の一側面は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

　上記実施形態の前爪６１（後爪７１）におけるテーパ部６４Ａ，６４Ｂ（７４Ａ，７４Ｂ）は直線状に形成されている例を挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、図１０（ａ）に示されるように、前爪１６１のテーパ部１６４Ａ，１６４Ｂは、湾曲状に形成されてもよい。また、例えば、図１０（ｂ）に示されるように、後爪１７１のテーパ部１７４Ａ，１７４Ｂは、湾曲状に形成されてもよい。この構成の前爪１６１（後爪１７１）では、よりスムーズに芯金部材Ｅを保持部６３（７３）に誘導することができる。

　また、上記実施形態の前爪６１（後爪７１）における保持部６３（７３）は、Ｚ軸方向に延在する部分を有している例を挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように、前爪２６１の保持部２６４は、Ｚ軸方向に延在する部分がなく、一点であってもよい。同様に、例えば、後爪２７１の保持部２７４は、Ｚ軸方向に延在する部分がなく、一点であってもよい。

　また、上記実施形態の一対のチャック部６０（前爪６１及び後爪７１）は、離反位置に位置するときに、Ｘ軸方向に互いに背向する背向面ＢＦに形成されたチャック面６１Ｆ（７１Ｆ）によって芯金部材Ｅを保持すると共に、Ｚ軸方向上方に芯金部材Ｅを持ち上げ可能に設けられている例を挙げて説明したが、接近位置に位置するときに、Ｘ軸方向に互いに対向する対向面に形成されたチャック面６１Ｆ（７１Ｆ）によって芯金部材Ｅを保持すると共に、Ｚ軸方向上方に芯金部材Ｅを持ち上げ可能に設けられてもよい。

　上記実施形態及び変形例では、本体部５１に対して後爪７１を移動させる駆動部５５を備える構成を例に挙げて説明したが、本体部５１に対して後爪７１を移動させる駆動部と、前爪６１を移動させる駆動部とを別々に備えてもよい。これにより、それぞれの駆動部を制御して、前爪６１よりも先に後爪７１が芯金部材Ｅを保持させてもよい。

　上記実施形態では、鋳造部材の例として、クラッド式鉛蓄電池（クラッド弁式鉛蓄電池）において、クラッドチューブを有する鉛蓄電池用クラッド式正極に使用される芯金Ｅ１を有する芯金部材Ｅを例に挙げて説明したが、ペースト式鉛蓄電池（制御弁式鉛蓄電池）において、正極及び負極に使用される電極板に用いられる格子体であってもよい。

　上記実施形態において、供給装置３、成形装置５、搬送装置７、切断装置８及び集積部９の構成は、適宜変更されてもよい。

１…芯金製造装置、３…供給装置、５…成形装置、７…搬送装置、８…切断装置、９…集積部、１０…制御装置、３０…成形金型、３４…接続部（供給口）、４０…多関節ロボット、５０…保持装置、５１…本体部、５５…駆動部、５６…第二支持部材、５７…第一支持部材、６０…チャック部、６１…前爪、６１Ｆ…チャック面、６２Ａ，６２Ｂ…両端部、６３…保持部、６４Ａ，６４Ｂ…テーパ部、７１…後爪、７１Ｆ…チャック面、７２Ａ，７２Ｂ…両端部、７３…保持部、７４Ａ，７４Ｂ…テーパ部、７９…挿通孔、８１…離型剤吐出ノズル、Ａ１…第一領域、Ａ２…第二領域、ＢＦ…背向面、Ｅ…芯金部材（鋳造部材）、Ｅ１…芯金、Ｅ２…第一連結部、Ｅ３…第二連結部、Ｅ４…耳部。

Claims

　鉛蓄電池に用いられ、互いに直交する第一方向及び第二方向に平行な平面に沿って延在する鋳造部材を保持する保持装置であって、
　本体部と、
　前記本体部を、前記平面に直交する第三方向において前記鋳造部材と対向するように配置したときに、前記本体部の前記鋳造部材側に配置される一対のチャック部と、
　前記一対のチャック部同士を、前記平面に沿って互いに接近させる方向を接近方向、前記平面に沿って互いに離反させる方向を離反方向としたとき、前記一対のチャック部を前記接近方向及び前記離反方向に移動させる駆動部と、を備え、
　前記一対のチャック部は、互いに背向する背向面に、前記接近方向に向かって凹む一対のチャック面が形成されており、
　前記一対のチャック面は、
　前記一対のチャック部の移動方向において、前記第三方向における前記チャック面の両端部よりも前記接近方向側に形成された保持部と、
　前記チャック面の両端部と前記保持部の前記第三方向における両端部とをそれぞれ接続するテーパ部と、を有し、
　前記本体部を、前記第三方向において前記鋳造部材と対向するように配置したときに、前記保持部の前記第三方向における中心位置は、前記チャック面の前記第三方向における中心位置よりも前記鋳造部材側に配置されている、保持装置。
　鉛蓄電池に用いられ、互いに直交する第一方向及び第二方向に平行な平面に沿って延在する鋳造部材を保持する保持装置であって、
　本体部と、
　前記本体部を、前記平面に直交する第三方向において前記鋳造部材と対向するように配置したときに、前記本体部の前記鋳造部材側に配置される一対のチャック部と、
　前記一対のチャック部同士を、前記平面に沿って互いに接近させる方向を接近方向、前記平面に沿って互いに離反させる方向を離反方向としたとき、前記一対のチャック部を前記接近方向及び前記離反方向に移動させる駆動部と、を備え、
　前記一対のチャック部は、互いに対向する対向面に、前記離反方向に向かって凹む一対のチャック面が形成されており、
　前記一対のチャック面は、
　前記一対のチャック部の移動方向において、前記第三方向における前記チャック面の両端部よりも前記離反方向側に形成された保持部と、
　前記チャック面の両端部と前記保持部の前記第三方向における両端部とをそれぞれ接続するテーパ部と、を有し、
　前記本体部を、前記第三方向において前記鋳造部材と対向するように配置したときに、前記保持部の前記第三方向における中心位置は、前記チャック面の前記第三方向における中心位置よりも前記鋳造部材側に配置されている、保持装置。
　前記テーパ部は、湾曲状に形成されている、請求項１又は２記載の保持装置。
　前記保持部は、前記第三方向に沿って延在している、請求項１～３の何れか一項記載の保持装置。
　前記一対のチャック部は、前記移動方向と前記第三方向とに直交する方向から見た形状が互いに異なっている、請求項１～４の何れか一項記載の保持装置。
　請求項１～５の何れか一項記載の保持装置と、
　前記鋳造部材を鋳造する成形金型と、
　前記保持装置を前記成形金型に接近及び離反可能に移動させる多関節ロボットと、を備える、鋳造部材製造装置。
　前記保持装置には、移動方向における前記成形金型側に、前記成形金型に離型剤を散布する離型剤吐出ノズルが配置されている、請求項６記載の鋳造部材製造装置。
　前記一対のチャック部は、第一チャックと、前記第三方向における前記テーパ部の長さが前記第一チャックの前記テーパ部よりも長い第二チャックと、を有し、
　前記駆動部及び前記多関節ロボットは、前記第一チャックよりも先に前記第二チャックが前記鋳造部材を保持するように、前記一対のチャック部及び前記保持装置の少なくとも一方を移動させる、請求項６又は７記載の鋳造部材製造装置。
　前記成形金型に溶融した鉛を供給する供給装置を更に備え、
　前記成形金型は、鉛直方向に傾けた状態で配置されており、前記供給装置から前記鉛が供給される供給口が最下部に形成されている、請求項８記載の鋳造部材製造装置。
　前記成形金型は、前記第一方向に延在すると共に前記第二方向に配列される芯金が形成される第一領域と、前記第二方向に配列された前記芯金の前記第一方向における一方の端部を連結すると共に前記供給口に隣接する第一連結部、及び前記第二方向に配列された前記芯金の前記第一方向における他方の端部を連結する第二連結部が形成される二つの第二領域と、を有しており、
　前記成形金型は、前記第二連結部が形成される側の前記第二領域が前記第一領域よりも鉛直方向上方に位置するように配置されている、請求項９記載の鋳造部材製造装置。