(57)【要約】【課題】レシプロエキスパンド法による鉛蓄電池の格子体製造にあたり、シートとエキスパンド加工刃との離型性や、展開方向に起因して発生する、格子骨や格子結節部に断線やクラックを抑制し、格子体や極板の寸法ばらつきを抑制するとともに、出力特性や寿命特性を改善した鉛蓄電池を提供すること。【解決手段】レシプロエキスパンド工法によって、エキスパンド網目を形成する際、少なくともシートの出材側最終端に位置するエキスパンド加工刃に、加工刃の厚みが先端に行くにしたがって、薄くなるよう、テーパ部を設ける。このテーパ部は、エキスパンド加工刃に嵌合するエキスパンド切断刃側には設けない。このようなエキスパンド加工刃を用いることにより、エキスパンド格子体の格子骨や結節部の切断やクラックが抑制され、寸法精度に優れるとともに、出力特性および寿命特性に優れた鉛蓄電池を提供できる。【選択図】図１１
2010049854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動する複数の加工刃が配列されたエキスパンド加工型と、
前記エキスパンド加工型にかみあうよう、複数の切断刃を配列したエキスパンド切断型の間に鉛もしくは鉛合金からなるシートを送りこみ、
前記シートの両側部に千鳥状にスリットを形成するとともに、
前記スリットによって形成された格子骨を前記エキスパンド加工型で網目状に展開し、前記シートの中央のスリットを形成しない無地部を、切断加工、プレス加工等によって前記格子骨と連結した枠骨と、前記枠骨に連結した集電耳を形成する、レシプロエキスパンド法による鉛蓄電池用の格子体の製造方法において、
前記加工刃の前記切断刃に対向する第１の側面と、前記第１の側面の反対側の側面である第２の側面との距離を前記加工刃の厚み（ｔ）としたときに、
少なくとも、前記枠骨と、この枠骨に直接連結した格子骨と、この格子骨の結節部とで構成される格子ます目を形成する前記加工刃は、前記厚み（ｔ）が、前記加工刃の先端に向かって薄くなるようなテーパ部を、前記第２の側面に形成したものを使用し、
前記網目部を形成した後に、前記網目部を整圧ローラ、整圧プレス等によって、前記網目部と前記無地部とが概略同一平面となるよう前記網目部と前記無地部を曲げ加工することを特徴とする鉛蓄電池用の格子体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鉛蓄電池の格子体の製造方法で得た格子体に活物質を充填したことを特徴とする鉛蓄電池用極板の製造方法。
【請求項３】
請求項２で得た鉛蓄電池用極板を用いて組み立てられたことを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
【請求項４】
前記鉛蓄電池用極板を正極に用いることを特徴とする請求項３に記載の鉛蓄電池の製造方法。
【請求項５】
前記シートの引張強度を４１Ｎ／ｍｍ2〜５５Ｎ／ｍｍ2とした請求項１に記載の鉛蓄電池用の格子体の製造方法。
【請求項６】
前記シートの引張強度を４１Ｎ／ｍｍ2〜５５Ｎ／ｍｍ2とした請求項２に記載の鉛蓄電池用極板の製造方法。
【請求項７】
前記シートの引張強度を４１Ｎ／ｍｍ2〜５５Ｎ／ｍｍ2とした請求項３もしくは４に記載の鉛蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池用の格子体および極板の製造方法および鉛蓄電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉛蓄電池は、自己放電が少なく、減液特性に優れることでメンテナンスを少なくできるＰｂ−Ｃａ合金を格子体とするものが主流になってきている。Ｐｂ−Ｃａ合金の格子体の製造方法としては、従来の鋳造法に替え、生産効率がよく、格子体の薄型化と鉛使用量の削減がより容易な、エキスパンド法が広く使用されている。
【０００３】
エキスパンド法では、鉛もしくは鉛合金のシートに千鳥状にスリットを形成し、さらにこのスリット形成部を、展伸することにより、網目部を形成し、この網目部を格子体として用いる手法である。この網目部の形成方法としては、往復運動する加工刃によって、シートにスリットを形成するレシプロエキスパンド法（例えば特許文献１参照）と、円盤の円周に複数の加工刃を配置した円盤状カッターを用い、この円盤状カッターをその円周の中心を軸として回転させ、そこにシートを通過させることによって、シートにスリットを形成するロータリーエキスパンド法（例えば特許文献２参照）の２種類がある。
【０００４】
このうち、後者のロータリーエキスパンド法では、円盤状カッターの回転数を早めることによって、比較的容易に網目部の生産速度を高めることができる。また、網目部のます目サイズの大小が原理的に網目部の生産速度に影響しないため、集電効率に優れた、ます目サイズの小さい格子体を、生産性を損なうことなく得ることができる。
【０００５】
しかしながら、ロータリーエキスパンド法による格子体は、その加工方式に特有の格子骨のねじれが生じる。このようなねじれは、格子骨を一旦シート面に対してアーチ状に突出するよう塑性加工したのち、シートを幅方向に展開することによって、必然的に発生するものであり、格子骨あるいは格子骨同士の交点（結節部）にクラックや切断を発生させる要因となっており、場合によっては、格子体の耐食性や集電効率が著しく低下し、電池の寿命が急激に低下するという課題がある。
【０００６】
一方、レシプロエキスパンド法は、図１に示したような、複数の加工刃Ａ１〜Ａｎ（ｎは刃数、図１の例では、ｎ＝２９）を列状に配置したエキスパンド加工型Ａと、加工刃Ａ１〜Ａｎに対応した切断刃Ｂ１〜Ｂｎを前記エキスパンド加工型Ａと嵌合するよう配置したエキスパンド切断型Ｂを用いるものである。
【０００７】
通常のレシプロエキスパンド法では、プレス機にエキスパンド切断型Ｂを固定し、エキスパンド加工型Ａをエキスパンド切断型Ｂに対して、嵌合と脱着を繰り返すよう、プレス機によって往復運動させるとともに、これらエキスパンド加工型Ａとエキスパンド切断型Ｂとの間に、鉛もしくは鉛合金のシートを間歇的に送りこむことによって、シート１に千鳥状のスリットを形成するとともに、スリットで囲まれた格子骨となる部分を加工刃Ａ１〜Ａｎで展開することにより、網目を形成する。
【０００８】
図２は、エキスパンド加工型Ａとエキスパンド切断型Ｂとが嵌合した状態であって、かつ、これらエキスパンド加工型Ａとエキスパンド切断型Ｂとを、図１における方向Ｌに向かって見た状態を示す図である。一般的には、エキスパンド加工型Ａには、エキスパンド加工型Ａの中心線Ｍに線対称となるよう、加工刃Ａ１〜Ａｎの一対が配置され、これに応じて、エキスパンド切断型Ｂはその中心線をエキスパンド加工型Ａの中心線Ｍと共有するよう構成され、かつ加工刃Ａ１〜Ａｎに対応するよう、各々の切断刃Ｂ１〜Ｂｎが中心線Ｍに線対称となるよう配置される。なお、加工刃Ａ１〜Ａｎと切断刃Ｂ１〜Ｂｎにおいて、それぞれ対応する組間の距離は、シート１の進行方向に向かって、すなわち、入材側から出材側に向かって、段階的に狭く構成されており、このような構成によって千鳥状のスリットがシート１に形成される。
【０００９】
なお、加工刃Ａ１〜Ａｎと切断刃Ｂ１〜Ｂｎにおいてそれぞれ対応する組、例えば、加工刃Ａ１と切断刃Ｂ１との間には、シート１をせん断するに適切なクリアランス（図２に示すｆ１〜ｆｎ寸法）が設けられており、以降の組み合わせも同様のクリアランスが設けられている。このクリアランスは、シート１の組成、物性によっても異なるが、例えば、シート１の組成が、一般的に用いられているＰｂ−０．０５〜０．１０質量％Ｃａ−０．２〜２．０質量％Ｓｎの場合、０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍ程度に設定すればよい。
【００１０】
但し、シートの組成は同一であっても、その後の熱処理によって強度等の物性に変化が見られる場合があるので、上述のクリアランスの値は、シートの組成および物性、そして、エキスパンド加工型Ａおよびエキスパンド切断型Ｂの耐久性を考慮して適切な値を設定すべきである。なお、図２においては、クリアランスを誇張して表現していることに注意されたい。
【００１１】
図３は、図１および図２で示したエキスパンド加工型Ａとエキスパンド切断型Ｂを用いてシート１の両側部からシート１の幅方向中央部に向かって順次エキスパンド加工を行い、網目を形成していく状態を示した図である。なお、シート１は、図１および図２に記載されたシート入材側からシート進行方向に沿って間歇的にシート出材側に送出され、図３は図１および図２に示した出材側からエキスパンド加工型Ａ、エキスパンド切断型Ｂおよびエキスパンド加工で形成された網目２およびエキスパンド加工を施さない、シート１の中央部である無地部３を見た状態を示す図である。
【００１２】
エキスパンド加工後、図４に示すように、整形ローラ４やプレス（図示せず）を用いて網目２（図の簡略化のため、網目２を形成した部分を一点鎖線による斜線で表示）を、折り曲げ、無地部３に対して平坦に整形することにより、図５に示す網目シート５を得る。網目シート５には、極板の極性に応じた活物質６が充填され、例えば、図５に破線で示した切断線Ｃに沿ってプレス加工等の切断加工を行なうことによって、図６に示す極板７を得る。
【００１３】
なお、図６では、極板７から活物質６を一部除去し、格子骨８ａと、後述する第１の結節部８ｂと第２の結節部８ｃとが露出した状態を示しているが、実際の極板７では、これら格子骨８ａ、第１の結節部８ｂおよび第２の結節部８ｃは一部を除き、その大部分が活物質６に被覆されていることは言うまでもない。
【００１４】
さらに、図３で示したように、展開された網目２を、直接整形ローラ４に導入することは困難であるため、エキスパンド加工直後の網目２を矯正治具４ａによって、整形ローラ４に円滑に網目２が導入される程度までに平坦化していくことが行なわれる。矯正治具４ａの例として、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すが如く、整形ローラ４に近接するに従い、矯正治具４ａの２つの網目２に対応する２面の平面部４ｂの為す角度αをより大とする構成を用いることができる。
【００１５】
このほかにも、図７（ａ）および図７（ｂ）で示した、矯正治具４ａにかえて、網目２の通過が十分に可能なような間隔を有した複数のローラ対を配置し、整形ローラ４に近接するに従い、ローラ間のクリアランスを小とする構成としてもよく、他の構成を用いてもよい。なお、整形ローラ４に導入される以前の２つの網目２の平坦化は一部の塑性変形を除いては、大部分が弾性変形であり、整形ローラ４で網目２が塑性変形を受けることによって、網目２が無地部３に対して折り曲げられ、平面状に固定される。
【００１６】
レシプロエキスパンド法では、スリット形成と展開が同時に進行し、展開は基本的に一方向、すなわち、図３に示したようにシートに対して垂直方向に行なわれるため、前述したロータリーエキスパンド法による格子体に比較して、格子骨のねじれが抑制され、格子骨の成型ストレスを小さくできる利点があり、より長寿命の鉛蓄電池を得ることができる。
【００１７】
但し、レシプロエキスパンド法による格子体８において、鉛蓄電池の高出力化を目的として、格子を薄型化し、かつ格子ます目８ｄ寸法をより小さくした場合、シート１の単位長さに対して、エキスパンド加工型Ａの往復回数をより多くする必要があるため、網目２の生産性が極端に低下する。
【００１８】
このような、網目展開部の生産性低下を解決するため、例えば特許文献３には、エキスパンド加工型の単位時間当たりの往復回数を多くすることによる、成型速度の高速化が示されている。
【特許文献１】特開昭５６−１５９０６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０６１９０号公報
【特許文献３】特開２００７−１８８７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、レシプロエキスパンド加工の成型速度をより高速化することによって、網目の展開幅（図５に示す寸法Ｗ）寸法が、展開後に収縮する、加工収縮の現象が発生して、格子体寸法のばらつきを増大させたり、網目と加工刃との離型性が低下し、シートと加工刃および切断刃との位置関係にズレが生じて、網目が変形したり、格子骨や格子骨同士の交点（結節部）にクラックが発生しやすく、このようなクラックは格子腐食を促進させ、電池寿命を低下させるという課題があった。また、離型性の低下現象は網目の加工収縮と関連して発生していると推測された。
【００２０】
さらに、本発明の発明者は、成型速度の如何に係わらず、図６に示した格子体８において、集電耳１０を形成した枠骨９と、この枠骨９に直接連結する格子骨８ａとの第１の結節部８ｂとの間に、前記の整形ローラ４による折り曲げおよび圧縮整形時に、過大なストレスが加わり、特にこのような格子体８を正極に使用した場合、この第１の結節部８ｂで腐食断線が発生しやすいことを見出した。このような枠骨９と、これに直結した格子骨８ａとの第１の結節部８ｂで発生する断線は、他の、枠骨９と直接連結しない第２の結節部８ｃの断線に比較して格子体８の集電効率を低下度合いが大きく、鉛蓄電池の急激な容量低下による短寿命を引き起こしていた。
【００２１】
さらに、本発明は、前記したような網目と加工刃との離型性を改善し、網目の加工収縮を抑制することによって、網目の変形や格子骨、格子骨と枠骨との結節部、および格子骨同士の結節部、特に、格子骨と枠骨との結節部でのクラック発生と、これによるこれによる鉛蓄電池の電池寿命の低下を抑制するものである。
【００２２】
さらに、本発明は、前記したような網目の加工収縮が抑制することによって、格子体の枠骨および集電耳の高さ寸法を除いた網目の展開寸法（図５に示す寸法Ｗに相当）精度を改善し、ひいては、格子体と、これを用いた極板の寸法精度を向上するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記した課題を解決するために、本発明は、往復運動する複数の加工刃が配列されたエキスパンド加工型と、前記エキスパンド加工型にかみあうよう、複数の切断刃を配列したエキスパンド切断型の間に鉛もしくは鉛合金からなるシートを送りこみ、前記シートの両側部に千鳥状にスリットを形成するとともに、前記スリットによって形成された格子骨を前記エキスパンド加工型で網目状に展開し、前記シートの中央のスリットを形成しない無地部を、切断加工、プレス加工等によって前記格子骨と連結した枠骨と、前記枠骨に連結した集電耳を形成する、レシプロエキスパンド法による鉛蓄電池用の格子体の製造方法において、前記加工刃の前記切断刃に対向する第１の側面と、前記第１の側面の反対側の側面である第２の側面との距離を前記加工刃の厚み（ｔ）としたときに、少なくとも、前記枠骨と、この枠骨に直接連結した格子骨と、この格子骨の結節部とで構成される格子ます目を形成する前記加工刃は、前記厚み（ｔ）が、前記加工刃の先端に向かって薄くなるようなテーパ部を、前記第２の側面に形成したものを使用し、前記網目部を形成した後に、前記網目部を整圧ローラ、整圧プレス等によって、前記網目部と前記無地部とが概略同一平面となるよう前記網目部と前記無地部を曲げ加工することを特徴とする鉛蓄電池用の格子体の製造方法を示すものである。
【００２４】
また、さらに本発明は、本発明によって得た格子体を用いた鉛蓄電池用極板と、この極板を用いた鉛蓄電池の製造方法を示すものである。この場合、特に当該格子体を正極に用いることが好ましい。また、さらに好ましくは、本発明は引張強度を４１Ｎ／ｍｍ2〜５５Ｎ／ｍｍ2まで高めたシートを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、レシプロエキスパンド加工で得た格子体の枠骨と格子骨との結節部や、格子骨同士の結節部、さらには格子骨に生じるクラックを抑制することによって、格子体の集電効率の低下を抑制した、鉛蓄電池用格子体を得ることができ、係る格子体を特に正極に用いることによって、出力特性と寿命特性に優れた、鉛蓄電池を得るという顕著な効果を奏する。
【００２６】
さらに、後述する本発明の好ましい形態によれば、前述した鉛蓄電池の長寿命化効果がさらに顕著に得られるとともに、寸法精度に優れた鉛蓄電池用の格子体および極板を得ることができるという、他の顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
本発明による鉛蓄電池用の格子体の製造方法および鉛蓄電池の製造方法は、前述したレシプロエキスパンド法による格子体の製造方法において、後述する加工刃Ｄ２〜Ｄｎ、特に、シート１の出材側最終端に位置する加工刃Ｄｎの刃先形状によって特徴付けられる。
【００２９】
図８は、本発明に用いるエキスパンド加工刃Ｄと、このエキスパンド加工刃Ｄと嵌合するエキスパンド切断型Ｅを示す図である。エキスパンド加工刃Ｄには格子体の所望とするます目数に応じた、凸状の加工刃Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・，Ｄｎ−４，Ｄｎ−３，Ｄｎ−２，Ｄｎ−１，Ｄｎ（ｎは自然数であって、図８の例では、ｎ＝２９である。ｎは所望するます目数、極板寸法および格子体のます目寸法に応じて設計者が適宜設定する値である。）を有している。
【００３０】
加工刃Ｄ１は、後述する図１５に示した、本発明によって得た格子体１４の、集電耳１５を一体に形成した枠骨１６と反対側の最下部の格子骨１７ａおよび格子ます目１８ａを形成すること、また、格子体１４の底辺１４ａは平坦に近い形状が望ましい関係上、加工刃Ｄ１の先端を平坦なものとすることが一般的である。
【００３１】
加工刃Ｄ１以外の加工刃Ｄ２〜Ｄｎの先端形状は図８に示したように、さらにより詳細には図９（ａ）、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示したように、略逆三角形状をしており、これらの先端には、格子骨１７ｂ同士の交点となる第２の結節部１９ｂおよび格子骨１７ａと枠骨１６との交点となる第１の結節部１９ａへ加わるストレスを低減することを目的として、図９（ａ）に示したように、Ｒ部１１を形成したり、図９（ｂ）に示したように、直線部１１′を形成したり、あるいは図９（ｃ）に示したように直線部１１′の両端にＲ部１１を形成した構成等から適宜選択することができる。
【００３２】
図１０は、図８に示したエキスパンド加工刃Ｄとエキスパンド切断型Ｅとを嵌合した状態で、図８に示す方向Ｌより、エキスパンド加工刃Ｄとエキスパンド切断型Ｅを見た状態を示す図である。図１０に示したように、エキスパンド加工刃Ｄは、前述したエキスパンド加工型Ａと同様、加工刃Ｄ１〜Ｄｎをそれぞれ一対有している。
【００３３】
また、エキスパンド切断型Ｅは、加工刃Ｄ１〜Ｄｎに対応する切断刃Ｅ１〜Ｅｎを有する。図１０に示した例では、エキスパンド切断型Ｅは、切断刃Ｅ１〜Ｅｎのそれぞれ２個が対をなして構成され、これら切断刃Ｅ１〜Ｅｎの各対が、シート１の入材側から出材側に向かって、切断刃Ｅ１−切断刃Ｅ１間、切断刃Ｅ２−切断刃Ｅ２、以降、順次切断刃Ｅｎ−切断刃Ｅｎ間の間隔が段階的に狭くなるよう配置されている。
【００３４】
本発明においても、背景技術において既述したように、加工刃Ｄ１〜Ｄｎと切断刃Ｅ１〜Ｅｎのそれぞれ対応する組、例えば、加工刃Ｄ１と切断刃Ｅ１との間には、シート１をせん断するに適切なクリアランスが設けられており、以降の組み合わせも同様のクリアランス（図１０に示すｆ１〜ｆｎ寸法）が設けられている。このクリアランスは、シート１の組成、物性によっても異なるが、例えば、シート１の組成が、一般的に用いられているＰｂ−０．０５〜０．１０質量％Ｃａ−０．２〜２．０質量％Ｓｎの場合、０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍ程度に設定することができる。
【００３５】
但し、シートの組成は同一であっても、その後の熱処理によってシート１の引張強度、伸び量等の物性に変化が見られる場合があるので、上述のクリアランスの値は、シートの組成および物性、そして、エキスパンド加工刃Ｄおよびエキスパンド切断型Ｅの耐久性を考慮して適切な値を設定すべきであり、本発明を特徴付けるものではない。
【００３６】
本発明においては、エキスパンド加工刃Ｄにおいて、図８および図１０に示した少なくともシート１の出材側の端部に位置する加工刃Ｄｎを、図１１に示したように、加工刃Ｄｎの切断刃Ｅｎに対向する第１の側面１Ｄｎと、この側面の反対側の側面である第２の側面２Ｄｎとの距離を、加工刃Ｄｎの厚み（ｔ）としたときに、この厚み（ｔ）が、加工刃の先端に向かって薄くなるようなテーパ部Ｔを、加工刃Ｄｎの第２の側面２Ｄｎに形成したものを用いる。なお、第１の側面１Ｄｎには、公知の加工刃と同様、テーパ部を形成せず、第１の側面１Ｄｎは加工刃Ｄｎの往復運動方向と平行となるよう構成する。
【００３７】
なお、加工刃Ｄｎの先端部の厚み（図１０に示すｔ′寸法）、および、テーパ部Ｔと加工刃Ｄｎの往復運動方向と垂直な方向（図１０における水平方向）との為す角度βは、加工刃Ｄｎの耐久性に互いに影響しあう。角度βを小さく、例えば５°〜１０°とした程度では、ｔ′寸法を０ｍｍとしても、加工刃Ｄｎの耐久性は殆ど低下せず、生産性に殆ど影響を与えない。
【００３８】
一方、角度βを４５°〜６０°とした場合には、ｔ′寸法をある程度、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度確保することが好ましい。なお、後述する本発明の効果をさらに顕著に得るためには、ｔ′寸法を、加工刃Ｄｎによるシート１の切幅（図１２に示すＧｎ寸法）よりも小さく設定することが好ましい。なお、角度βが７０°を越えると、後述する本発明の効果は得られるものの、加工刃Ｄｎの耐久性が低下し、生産性に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、角度βは加工刃Ｄｎの耐久寿命時間が許容する範囲に制限することが好ましく、例えば、シート１の組成がＰｂ−０．０５〜０．０９質量％Ｃａ−０．２０〜２．０質量％Ｓｎ（引張強度において３０Ｎ／ｍｍ2〜５５Ｎ／ｍｍ2）であり、シート厚み１．０ｍｍの場合、当該角度βを６５°以内と設定することが好ましい。
【００３９】
なお、後述する本発明の効果をさらに顕著に得るために、テーパ部Ｔを加工刃Ｄｎ以外の加工刃Ｄ２〜Ｄｎ−１にも、Ｄｎと同様のテーパ部Ｔを形成することが好ましい。なお、加工刃Ｄ１については、図１５に示す本発明によって得た格子体１４の集電耳１５を形成した枠骨１６から最も離間した格子体１４の最下部の格子骨１７ａを形成する関係上、加工刃Ｄ１の先端形状は直線部を有しているため、加工刃Ｄ１のシート１の厚み方向に対する侵入量も少なく、網目１２との離型性も、他の加工刃Ｄ２〜Ｄｎに比較して極めて良好であるため、本発明において、シート１の入材側の第１刃である加工刃Ｄ１に図１１で示したようなテーパ部Ｔを設ける必要はないが、テーパ部Ｔを設けても、悪影響はないので、テーパ部Ｔを設けても差し支えない。なお、加工刃Ｄ２〜Ｄｎ−１の全て、もしくは一部の先端にテーパ部Ｔを設ける場合、その先端部の厚み（加工刃Ｄｎにおけるｔ′寸法に対応する厚み）も、加工刃Ｄｎのｔ′寸法の設定方法に従えばよい。
【００４０】
前記したような、本発明のエキスパンド加工刃Ｄとエキスパンド切断型Ｅとを用いて、鉛もしくは鉛合金からなるシート１にエキスパンド加工を施して網目１２を形成する際、エキスパンド加工刃Ｄおよびエキスパンド加工型Ｅの出材側から入材側に向かって網目１２を見た状態を図１２に示す。
【００４１】
図１２に示したように、本発明の方法による網目１２は、図３に示した従来の方法による網目２に比較して、網目１２と無地部３との連結部の屈曲が緩和されていることがわかる。本発明においては、エキスパンド加工刃Ｄがシート１に侵入する際、加工刃Ｄｎもしくは加工刃Ｄｎに加えて加工刃Ｄｎ−１〜Ｄ１の全てもしくは一部に形成されたテーパ部Ｔによって、網目１２が図１２における上方に段階的に徐々に押し上げられ、結果的に、網目１２と無地部３との屈曲が緩和され、無地部３と無地部３の両側部に形成された網目１２とが、従来に比較してより平面に近い形状となる。
【００４２】
したがって、本発明では、無地部３と、無地部３の両側部に形成された網目１２とが、従来に比較して平面に近いため、従来必要であった、矯正治具４ａが不要であるか、必要であったとしても、矯正治具４ａの２つの平面部４ｂの為す角度αをより大きくでき、仮に矯正治具４ａを使用したとしても、矯正治具４ａの長さ寸法Ｐを、従来に比較して、より短くでき、エキスパンド網目生産設備の占有面積をより小とすることができる。
【００４３】
そして、無地部３の両側部に網目１２を形成した後、図１３に示したように、整形ローラ４（あるいは整形プレス）を通過させることによって、図４に示す、所望の厚みに整厚された網目シート１３を得る。このとき、格子骨１７ｂの中で、無地部３と直接連結した格子骨１７ｂと、無地部３との第１の結節部１９ａが折り曲げられ、無地部３の表面と、網目１２の表面とが、略平行となるよう、変形される。
【００４４】
ここで略平行としたのは、網目シート１３を切断加工した後に形成される集電耳１５と網目１２とが、極板２０の所望とする寸法形状精度の範囲内となる条件を満たす程度であればよく、この寸法形状精度が許容する範囲内で、集電耳１５の表面と網目１２の表面とが、若干の角度を有した状態、すなわち、前記した略平行状態であれば、製造上差し支えない。
【００４５】
また、整形ローラ４（あるいは整形プレス等の整形、整厚手段）は、上記の網目１２を第１の結節部１９ａで折り曲げる他、必要に応じて、格子体１４の厚みを所望の値に整厚する機能を有している。この場合、整形ローラ４（あるいは整形プレス）によって、第１の結節部１９ａと、格子骨１７ｂと、格子骨１７ｂおよび／もしくは格子骨１７ａの交点部である第２の結節部１９ｂが厚み方向に圧縮変形することによって、網目１２の厚み、すなわち、格子体１４の厚み寸法を所望の寸法精度内とする。
【００４６】
その後、網目１２に所望とする極板の極性に応じ、公知の方法によって得た活物質６を充填し、公知の方法により切断線Ｃで無地部３を切断するとともに、網目１２を所望長さ（図１４における寸法Ｑ）で切断することにより、図１５に示したように、本発明の製造方法による鉛蓄電池用の格子体１４を備えた鉛蓄電池用の極板２０を得る。
【００４７】
極板２０は、その後、公知の方法によって、その極性に適した条件で熟成乾燥される。その後、この極板２０を用いて公知のセパレータ、接続体、極柱、電槽、蓋、希硫酸電解液等、所望とする仕様に応じた鉛蓄電池用部品材料を用いて鉛蓄電池を組み立てることにより、本発明の鉛蓄電池を得ることができる。
【００４８】
次に、本発明の作用効果を詳述する。本発明では、エキスパンド加工刃Ｄの出材側の最端に位置する加工刃Ｄｎにテーパ部Ｔを設けることによって、網目１２が従来に比較して、横方向に展開されるため、網目１２の表面と無地部３の表面とが略平行となるよう、整形する際、網目１２の曲げ角度が従来に比較して小さくできる。
【００４９】
その結果として、枠骨１６と、枠骨１６に直結する格子骨１７ｂとの交点である第１の結節部１９ａに加わる応力が低減するため、この第１の結節部１９ａでのクラックや断線が抑制される。
【００５０】
特に、活物質６への（からの）入力（出力）電流の殆ど全ては、枠骨１６と直接連結した格子骨１７ｂとで形成される第１の結節部１９ａを経由して集電耳１５に集電されるため、この第１の結節部１９ａを除く、第２の結節部１９ｂに比較して、クラックや断線が生じた時の鉛蓄電池の出力特性や寿命特性に与える影響は大きく、これらのクラックや断線によって、出力特性の低下やこれによる寿命特性の低下がより顕著に現れる。
【００５１】
本発明では、格子体１４の集電効率に大きく影響を与える第１の結節部１９ａでのクラックや断線を抑制できるため、格子体１４の集電効率の低下を顕著に抑制でき、本発明によって得た格子体１４を用いることにより、安定した出力特性と寿命特性を有した鉛蓄電池を得られるという、顕著な効果を奏する。
【００５２】
鉛蓄電池の出力特性と寿命特性の安定化という本発明の効果は、本発明による格子体１４を正極に用いても、負極に用いても得ることができる。しかしながら、負極の格子体に発生したクラックは鉛蓄電池の使用期間の経過とともに殆ど成長しないが、正極の場合は、鉛蓄電池の使用時間の経過とともに、格子体の酸化腐食が不可避的に進行する。このような腐食は、前記したようなクラックを起点として発生しやすく、製造当初はクラックであったものが、使用期間の経過とともに、クラック起点として腐食が進行し、最終的にはこの部分で断線が生じる場合がある。
【００５３】
したがって、前記した本発明の効果は、正極単独、負極単独、あるいは正極・負極の両両極に用いた場合のいずれにも得られるが、相対的に格子体の結節部のクラックが出力特性や寿命特性の低下に及ぼす影響度合いは、正極の方が負極に比較して大きいため、もし、一方の極性の極板にのみ、本発明を適用するならば、本発明の方法による格子体１４もしくは本発明の方法による極板２０は、正極に用いることが好ましい。
【００５４】
以上、加工刃Ｄｎのみにテーパ部Ｔを形成した場合にのみ特有に得られる本発明の作用効果を説明したが、以下は加工刃Ｄｎに加えて、加工刃Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａｎ−２，Ａｎ−１，Ａｎを除く全ての加工刃Ｄ２〜Ｄｎ−１に加工刃Ｄｎと同様のテーパ部Ｔを形成した場合に共通に得られる本発明の作用効果を説明する。
【００５５】
本発明の発明者らは、本発明の、テーパ部Ｔを有したエキスパンド加工刃Ｄ２〜Ｄｎは、テーパ部Ｔを有しない、従来の加工刃Ａ２〜Ａｎを用いた場合に比較して網目からの離型性が格段に良好となることを見出した。なお、従来の加工刃Ａｎと切断刃Ｂｎの断面を図１６に示す。なお図１６に示した加工刃Ａｎは、他の従来の加工刃Ａ１〜Ａｎ−１適用にされている。
【００５６】
従来の加工刃Ａ２〜Ａｎを用いた場合、加工刃Ａ２〜Ａｎが下死点に到達し、その後、上死点に向かって移動する際、網目２が加工刃Ａ２〜Ａｎに引っ張られる場合があった。また、このような現象は、網目のます目寸法を小さくしたり、エキスパンド加工の加工速度（単位時間当たりのエキスパンド加工刃Ｄの往復回数）を高めた際により顕著に出ていた。
【００５７】
このような網目２が加工刃Ａ２〜Ａｎに引っ張られることによって、格子骨８ａ、第１の結節部８ｂおよび第２の結節部８ｃに応力が加わることによって、これらの部位に、クラックや断線が生じる場合があった。
【００５８】
また、エキスパンド加工型Ａがエキスパンド切断型Ｂより離脱し、上死点に到達し、さらに下死点に向かって動き、加工刃Ａ１〜Ａｎが、網目２を形成しつつあるシート１に、再度、接する間に、シート１を所定ピッチで送る必要があるが、網目２が上方に引っ張られた状態で送られるため、このシート１の送り工程後に、網目２を形成途上のシート１と、エキスパンド加工型Ａおよびエキスパンド切断型Ｂとの間の相対的な位置関係にずれが生じ、格子骨８ａ、第１の結節部８ｂおよび第２の結節部８ｃにクラックや切断が新たに発生する。
【００５９】
特に加工刃Ａｎは、シート１の無地部３に最も近接していることから、無地部３をエキスパンド切断型Ｂから持ち上げやすく、無地部３とともに、無地部３の両側部に形成した網目２全体の浮き上がり量を大きくする。その結果、格子骨８ａ、第１の結節部８ｂおよび第２の結節部８ｃにクラックや切断が、他の加工刃Ａ１および加工刃Ａ２〜Ａｎ−１に比較して発生しやすくなっていた。
【００６０】
より好ましい、本発明の実施形態では、加工刃Ｄｎに加えて、加工刃Ｄ２〜Ｄｎ−１の一部もしくは全ての先端に、図１１に示したようなテーパ部Ｔを形成することによって、エキスパンド加工時における無地部３とその両側部に形成した網目１２のエキスパンド切断型Ｅからの浮き上がりを抑制することにより、エキスパンド加工刃Ｄおよびエキスパンド切断型Ｅと、形成中の網目シート１３との位置ずれが抑制される。また、網目１２とエキスパンド加工刃Ｄとの離型性が向上するため、網目１２より、エキスパンド加工刃Ｄが離型する際に、網目１２に加わる応力が緩和されるため、網目１２を構成する、格子骨１７ａ，１７ｂ，第１の結節部１９ａおよび第２の結節部１９ｂのクラックや切断を抑制することができる。
【００６１】
また、本発明によれば、前記したように、エキスパンド加工時における無地部３とその両側部に形成した網目１２のエキスパンド切断型Ｅからの浮き上がりを抑制することにより、エキスパンド加工刃Ｄおよびエキスパンド切断型Ｅと、形成中の網目シート１３との位置ずれが抑制されるため、エキスパンド加工における寸法精度が向上する。具体的には、網目１２の展開寸法Ｗが安定するため、結果として、図１５に示した網目１２の展開寸法Ｗ′の寸法精度が向上する。
【００６２】
なお、鉛蓄電池の極板製造工程において、網目１２の展開寸法Ｗ１２は、活物質６の充填後に行なわれる熟成乾燥工程によって、活物質６の体積に変化が生じ（膨張もしくは収縮）、その結果として、極板２０における網目１２の展開寸法Ｗ′は、活物質６の充填前の網目１２の展開寸法Ｗ′より若干変動（Ｗ≦Ｗ′もしくはＷ≧Ｗ′）する場合がある。各鉛蓄電池製造業者にそれぞれ特有な活物質処方によって、その変動量は異なるため、前もって、展開寸法Ｗと、展開寸法Ｗ′との関係を把握しておけば、所望とする極板２０での網目１２の展開寸法Ｗ′を、より精度良く得ることができる。
【００６３】
本発明の効果を得る上で、加工刃Ｄｎにテーパ部Ｔを設けることは必須であるが、さらに他の加工刃Ｄ２〜Ｄｎ−１にテーパ部Ｔを設けることが好ましいことは前述した通りであるが、加工刃Ｄ２〜Ｄｎ−１のすべてにテーパ部Ｔを設けることは必須ではなく、例えば、加工刃Ｄｎ、加工刃Ｄｎ−２、加工刃Ｄｎ−４にテーパ部Ｔを設けるといったように間引きして形成してもよい。また、加工刃Ｄｎに加えて、無地部３に比較的近接した加工刃Ｄｎ−１，Ｄｎ−２，Ｄｎ−３にのみテーパ部Ｔを設け、それ以外の無地部３より離間した加工刃Ｄｎ−４〜Ｄ２は、図１６に示した加工刃Ａｎと同様の、テーパ部Ｔを設けないものを用いてもよい。
【００６４】
このような手法によれば、従来のエキスパンド加工型Ａを有効活用できる。すなわち、従来のエキスパンド加工型Ａに装着された加工刃Ａｎ，Ａｎ−１，・・・，Ａ３，Ａ２を全て交換する必要がなく、一部の加工刃を従来のものと共用し、一部の加工刃を新造すればよいので、コストを削減しつつ、本発明の構成を採用でき、本発明の効果を得ることができる。但し、本発明の効果を最大限に得るためには、加工刃Ｄ１を除くすべての加工刃Ｄｎ〜Ｄ２にテーパ部Ｔを設けることが好ましい。したがって、従来の加工刃を本発明のエキスパンド加工刃Ｄに混用する場合には、本発明の効果が、各製造業者が要求する水準を超えるかどうかを勘案して、従来の加工刃の使用数を決定すればよいことは言うまでもない。
【００６５】
なお、本発明において、シート１の入材側の端部の加工刃Ｄ１については、テーパ部Ｔの有無は、本発明の効果に寄与するところは殆どない。したがって、加工刃Ｄ１にテーパ部Ｔを設ける必要はない。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例において、本発明の効果を説明する。本実施例においては、実施例１として、背景技術において説明した従来の方法と、本発明の実施の形態で説明した本発明による方法によって、鉛蓄電池の格子体に用いる網目シートを作成した。
【００６７】
次ぎに、実施例２において、実施例１で作成した従来例による網目シートと、従来例による網目シートにおいて、枠骨と格子骨との結節部および格子骨におけるクラックや切断の発生状況の調査を行なうとともに、網目展開寸法Ｗのばらつきを、Ｗ値の標準偏差値として算出した。これらの調査結果および算出結果を、従来例と、本発明例とで比較を行なうことにより、本発明の効果を明らかにした。
【００６８】
さらに、実施例３において、実施例１で作成した従来の方法による網目シートと、本発明の方法による網目シートに活物質を充填し、熟成乾燥することによって極板を作成し、極板における熟成乾燥後の網目の幅寸法Ｗ′のばらつきを、Ｗ′値の標準偏差値として算出し、これらの値について従来例と、本発明例との比較を行なうことにより、本発明の効果を明らかにした。なお、極板の極性は、正極板、負極板の両方のものを作成した。
【００６９】
また、実施例４において、実施例３で作成した従来の方法によって得た正極板と負極板、および本発明の方法によって得た正極板と負極板を後述する組み合わせで組み合わせることにより、ＪＩＳ  Ｄ５３０１：２００６「始動用鉛蓄電池」で規定するところの８０Ｄ２６形電池を作成した。これらの各電池を、前述のＪＩＳ規格において規定するところの高率放電特性試験を行うことにより、従来例の電池と、本発明例の電池の出力特性を比較した。
【００７０】
そして、実施例５においては、実施例４で作成した各電池の、寿命試験を行なうことにより、従来例の電池と、本発明例の電池の寿命特性を比較した。
【００７１】
（実施例１）
実施例１に先立ち、Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｎ合金よりなるシート（前述の本発明の実施形態におけるシート１に相当）を作成した。シートの組成は、正極用として、Ｐｂ−０．０６質量％Ｃａ−１．６０質量％Ｓｎ合金とし、負極用として、Ｐｂ−０．０６質量％Ｃａ−０．２０質量％Ｓｎ合金とした。シートの作成方法としては、上記した組成の鉛合金の溶湯を連続鋳造して、厚み１０ｍｍのスラブを作成し、このスラブを多段の圧延ローラで圧延し、最終的に、正極用として厚み１．１ｍｍ、幅８８．０ｍｍのシートを、負極用として、厚み０．７ｍｍ、幅８８．０ｍｍのシートを作成した。なお、エキスパンド加工時の、正極用のシートの引張強度は４５Ｎ／ｍｍ2であり、負極用のシートの引張強度は３０Ｎ／ｍｍ2であった。
【００７２】
これらの正極用および負極用のシートを用いて、背景技術において図１〜図７を用いて既述した、すべての加工刃Ａ１〜Ａｎに、図１６のように、テーパ部Ｔを有していないエキスパンド加工型Ａとエキスパンド切断型Ｂを用いて、エキスパンド加工を行い、網目２を形成した。なお、本実施例において、従来のエキスパンド加工型Ａおよび本発明で用いるエキスパンド加工刃Ｄの加工刃の刃数ｎは２９であって、いずれの加工刃も厚み＝１０．０ｍｍを有し、加工刃Ａ１および加工刃Ｄ１を除く、加工刃Ａ２〜Ａｎおよび加工刃Ｄ２〜Ｄｎのシート進行方向に対する刃先角（図１および図２に示す角度δは、いずれも１１０°である。
【００７３】
なお、本実施例において、それぞれの加工刃Ａ２〜Ａｎと、加工刃Ｄ２〜Ｄｎの刃先は、エキスパンド加工型Ａおよびエキスパンド加工刃Ｄの運動方向に対称であって、刃先角δは、エキスパンド加工型Ａおよびエキスパンド加工刃Ｄの運動方向によって、０．５δに等分に２分割され、左右対称形をしている。また、加工刃Ａ２〜Ａｎおよび加工刃Ｄ２〜Ｄｎの刃先先端部には、図９（ａ）で示したようなＲ部が形成されており、本実施例では、Ｒ＝２．５ｍｍとした。なお、加工刃Ａ１および加工刃Ｄ１はともに刃先角δ＝０°であり、その両端にＲ＝２．５ｍｍのＲ部を形成している。
【００７４】
その後、網目２と、その中央部に形成された無地部３とを矯正治具４ａと整形ローラ４を通過させることにより、第１の結節部８ｂおよび第２の結節部を、塑性変形させることによって、網目２の厚みを正極では１．６０ｍｍ、負極では１．１０ｍｍに整厚するとともに、網目２と、後に集電耳１０を形成する無地部が略同一平面上に位置するよう整形した。
【００７５】
次に、前記した正極用のシートと負極用のシートを用い、本発明の実施形態で述べたところの、本発明に用いるエキスパンド加工刃Ｄと、エキスパンド切断型Ｅを用いて、本発明による網目１２を作成した。網目１２は、エキスパンド加工刃Ｄにおいて、少なくとも加工型Ｄｎ、もしくは、それに加えて加工型Ｄ２〜Ｄｎ−１のすべて、あるいは加工型Ｄｎに加えて加工型Ｄ２〜加工型Ｄｎ−１の一部を、図１１に示した加工型Ｄｎのようなテーパ部Ｔを用いたものである。なお、本実施例では、テーパ部Ｔを形成する場合、ｔ′を０．０ｍｍとし、角度βを６０°とした。なお、βを０°としたものは、図１６に示した従来の加工刃Ａｎに相当する。
【００７６】
本実施例で作成した従来例および本発明例に用いるエキスパンド加工型の各加工刃のテーパ部Ｔの有無を表１に示す。
【００７７】
【表１】
2010049854.tif 000003
【００７８】
表１において、加工刃Ｎｏ．は、加工刃Ｄｎ，Ａｎのｎにあたる番号であり、既述したとおり、本実施例においては、シート１の入材側端が１、出材側の最終端で２９となる。なお、表１においては、加工型と記載としているが、エキスパンド加工型の略称であり、本発明例に用いるものを便宜上、加工型Ｄａ〜Ｄｄとし、従来例に用いるものを便宜上、加工型Ａａ，Ａｂと表記し、区分している。
【００７９】
（実施例２）
表１に示した各加工型とエキスパンド切断型Ｅ（エキスパンド切断型Ｂと同一）とを組み合わせ、各加工型を１分間に１５００回往復運動させることによって、正極と負極用の網目シートをそれぞれ１００ｍｍ作成し、網目を構成する格子骨および結節部の断線およびクラックの発生数を計数した。なお、クラックは目視でその有無を確認の上、実体顕微鏡で、格子骨あるいは結節部の太さの約１／３以上のものをクラックとして計数した。これらの切断およびクラックの発生数の結果を表２に示す。
【００８０】
【表２】
2010049854.tif 000004
【００８１】
表２に示した結果から、本発明によるエキスパンド網目の加工方法によれば、格子骨、結節部における切断数が、従来例のものと比較して顕著に削減できていることがわかる。
【００８２】
また、本発明は、シート出材側の最終端の加工刃Ｄ２９のみにテーパ部Ｔを形成することにより、その大部分の効果が得られる。これはテーパ部Ｔを最終端の加工刃Ｄ２９以外にも形成した加工型Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを用いた網目シートと、加工型Ｄａを用いた網目シートにおける切断およびクラックの発生数の比較からでも明らかである。
【００８３】
しかしながら、加工型Ｄａを用いた網目シートＤａｐにおいて、格子骨および結節部に各１ヶ所のクラックが発生しており、テーパ部Ｔを形成した加工刃を最終端の加工刃Ｄ２９に加えて、これに隣接する加工刃Ｄｎ（ｎ＝２８）、あるいは加工刃Ｄ１を除く全ての加工刃にテーパ部Ｔを形成することがより好ましいことがあきらかである。
【００８４】
また、正極、負極の差異、すなわちシート引張強度の差異（正極シート：４５Ｎ／ｍｍ2、負極シート：３０Ｎ／ｍｍ2。）は、特に、従来例において、格子骨および結節部の切断やクラックの発生状況に大きく影響する。すなわち、シートの引張強度が３０Ｎ／ｍｍ2から４５Ｎ／ｍｍ2に高めたものを用いたのみで、切断やクラックの頻度は急激に増大する。本発明例においては、シートの引張強度を３０Ｎ／ｍｍ2より４５Ｎ／ｍｍ2に高めた場合においても、切断やクラックの発生が極めて低い頻度に抑制されている。
【００８５】
なお、従来の加工型Ａａ，Ａｂを用いた場合において、エキスパンド加工するシートの引張強度を徐々に高いものを用いた場合、引張強度が４１Ｎ／ｍｍ２以上になると、格子骨や結節部の切断やクラックの発生頻度が臨界的に増大した。一方、本発明に用いる加工型Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを用いてエキスパンド加工した場合、引張強度が４１Ｎ／ｍｍ２以上を越えた場合にも格子骨や結節部の切断やクラックが顕著に抑制された。したがって、本発明は、このような従来の加工型でエキスパンド加工が困難であるような、引張強度４１Ｎ／ｍｍ２を越えるシートに適用することが、より効果的であることがわかる。
【００８６】
一方、Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｎ合金中のＳｎ、Ｃａ濃度を増大させ、さらに熱硬化処理を行なった場合、シートの引張強度は増大する。エキスパンド格子体の強度を確保する点で、引張強度の高いシートを用いることが好ましい一方で、エキスパンド加工は困難となり、格子骨や結節部のクラックの発生頻度が増大する。したがって、本発明の構成を採用したとしても、シートとして適切な最大引張強度は存在し、本発明者らの別途の検討においては、本発明に用いる加工型を用いた場合の最大引張強度は５５Ｎ／ｍｍ2であった。したがって、本発明においては引張強度が５５Ｎ／ｍｍ2以下のシートに本発明の方法を適用することが好ましいことがわかる。なお、エキスパンドの加工速度（エキスパンド加工型の単位時間当たりの往復回数）を本実施例より減ずることによって、より高引張強度のシートの加工可能であるが、それでも６３Ｎ／ｍｍ2以下が実用上の限度であると考えられる。
【００８７】
次に、表２に示した網目の展開幅寸法Ｗを各１００ｍのシートについて、１０ｃｍ毎に測定し、その標準偏差値σｎ−１を展開幅寸法のばらつきとして計測した。その結果を表３に示す。
【００８８】
【表３】
2010049854.tif 000005
【００８９】
表３に示した結果から、網目の展開寸法Ｗの標準偏差σｎ−１は本発明による方法で製造した網目において、従来例に比較して小さくなっており、本発明によれば、網目の展開寸法Ｗのばらつきを低減できることがわかる。
【００９０】
また、展開寸法Ｗの標準偏差σｎ−１は、表２で示した格子骨や結節部の切断やクラックの発生頻度と密接な関係があり、これら、切断やクラックが発生する頻度が高い程、展開寸法Ｗの標準偏差σｎ−１も大きくなり、切断やクラックが発生する頻度が低い程、展開寸法Ｗの標準偏差σｎ−１も小さくなる傾向があった。
【００９１】
本発明では、少なくとも、シート１の出材側最終端の加工刃Ｄｎ、すなわち、図１４もしくは、図１５に示したように、無地部３あるいは枠骨１６と、これらに直接連結する１７ｂおよび第２の結節部１９ｂで形成される無地部３あるいは枠骨１６に最も近接した格子ます目を形成する加工刃Ｄｎ（本実施例においてはｎ＝２９であるので、加工刃Ｎｏ．２９に相当）に実施の形態で記載したテーパ部Ｔを形成することにより、加工中の網目シート１３（網目１２と無地部３で構成されている）のエキスパンド加工刃Ｄからの離型性が顕著に改善される。
【００９２】
前記した離型性が改善されることにより、エキスパンド加工刃Ｄが上死点に移行する過程において、網目シート１３がエキスパンド加工刃Ｄによって引っ張られないため、この過程で、網目シート１３に過大な応力が加わることがないため、格子骨１７ａ，１７ｂおよび第１の結節部１９ａと第２の結節部１９ｂに加わる応力が低減される。
【００９３】
特に、従来の方法においては、第１の結節部８ｂが整形ローラ４によって、ほぼ９０°に折り曲げられ、切断やクラックが発生していたのに比較し、本発明では、加工刃Ｄｎに設けたテーパ部Ｔの作用によって、整形ローラ４による、第１の結節部１９ａでの折り曲げ角度が小さくなるため、この部分の切断やクラックを顕著に抑制することができる。
【００９４】
また、網目シート１３のエキスパンド加工刃Ｄによる引っ張り量が抑制されるため、網目シート１３とエキスパンド加工刃Ｄおよびエキスパンド加工型Ｅとの位置ずれが抑制されるため、位置ずれによって生じていた、格子骨や結節部の切断やクラックが抑制される。
【００９５】
（実施例３）
実施例３においては、表３に示した網目にそれぞれの極性に従って、公知の材料、方法によって調製されたペースト状の正極活物質および負極活物質を充填し、単一極板へと切断加工した後、熟成乾燥後のそれぞれの極板の網目１２の展開寸法（図２０におけるＷ′寸法）を測定し、この展開寸法Ｗ′のばらつきをＷ′の標準偏差σｎ−１として算出した。これらのＷ′寸法の標準偏差σｎ−１の算出結果を表４に示す。
【００９６】
【表４】
2010049854.tif 000006
【００９７】
表４で示した結果から、本発明によれば、極板状態における網目展開幅寸法Ｗ′のばらつきが、従来例に比較して顕著に抑制されており、寸法精度に優れた極板を得られることがわかる。また、活物質を充填しない、網目単独での展開幅Ｗの標準偏差Ｗと、活物質充填、単板加工および熟成乾燥後の標準偏差Ｗ′とは、殆ど変化がなく、本発明の極板寸法のばらつきを低減できるという顕著な効果が得られていることがわかる。
【００９８】
（実施例４）
実施例４では、表４に示した、本発明および従来の方法によって得た正極板と負極板とを組み合わせて、既述したとおり、８０Ｄ２６形の始動用鉛蓄電池（以下、電池）を作成した。表４に示した正極板７枚と負極板８枚とをセパレータを介して単一セルとし、この単一セルを電槽に６個ずつ収納し、各セル間を直列接続し、あとは定法にしたがって、電池を組立、希硫酸電解液の注液および充電を行った。なお、セパレータは微孔性の袋状ポリエチレンセパレータとして、袋内に負極板を収納した構成とした。各電池に用いた正極板および負極板の組み合わせは、後述する表５に示した通りとした。
【００９９】
そして、後述する表５に示した各電池について、高率放電試験を実施し、出力特性を比較した。試験条件は、各電池を−１５℃に温度調製した状態で、放電電流３００Ａで放電を行い、放電開始後５秒目の電池電圧（放電５秒目電圧）を出力特性とし、本発明例の方法で得た電池と、従来例の方法で得た電池の比較を行なった。なお、出力は電流×電圧で表されるため、放電電流である３００Ａと、放電５秒目電圧との積で出力が算出される。本実施例では、放電電流は各電池とも３００Ａで一定であるため、放電５秒目電圧の高低によって、電池出力を比較することができる。表５に各電池に用いた正極板および負極板と、上記の条件で得られた放電５秒目電圧の値を表５に併せて示す。
【０１００】
【表５】
2010049854.tif 000007
【０１０１】
表５に示した結果によれば、従来例による正極板および従来例の負極板を用いた電池Ｊ１〜Ｊ４の放電５秒目電圧は９．２０Ｖ〜９．２４Ｖであった。また、従来例による正極板および本発明例による負極板を用いた電池Ｈ１〜Ｈ６の放電５秒目電圧は９．６１Ｖ〜９．７１Ｖで、０．４〜０．５Ｖの格段な上昇があり、電池出力が顕著に向上していた。
【０１０２】
さらに、本発明例による正極板と従来例による負極板を用いた電池Ｇ１〜Ｇ４の放電５秒目電圧は９．６３Ｖ〜９．７２Ｖであり、従来の電池Ｊ１〜Ｊ４に比較して顕著に上昇しており、その程度は、本発明例の電池Ｈ１〜Ｈ６と同等であった。
【０１０３】
さらに、本発明例による正極板と従来例による負極板を用いた電池Ｆ１〜Ｆ６の放電５秒目電圧は９．７６Ｖ〜９．９１Ｖであり、本実施例において、最も高い放電５秒目電圧を示した。
【０１０４】
上記の結果から、本発明例による極板を正極あるいは負極のいずれか一方に用いることによって、高率放電時の出力特性が顕著に向上することがわかる。さらに好ましくは、正極および負極ともに本発明の方法による極板を用いることによって、さらに顕著に出力特性を向上することができる。
【０１０５】
（実施例５）
次に、表５に示した各電池について、以下に示す条件にて、寿命試験を実施した。すなわち、試験条件として、環境温度を７５℃±３℃において、満充電状態の電池を２５Ａ低電流放電（放電時間１分間）と、１４．８Ｖ定電圧充電（最大充電電流２５Ａ、充電時間１０分間）の放電と充電のサイクルを繰り返して行い、このサイクルの４８０サイクル毎に５８２Ａの判定放電を行い５秒目の電圧が７．２Ｖを下回った時点のサイクル数を寿命サイクル数とした。
【０１０６】
なお、実際の判定放電は４８０サイクル毎に行なわれるため、ある時点での判定放電では、５秒目電圧が７．２Ｖを上回っているものの、次回の判定放電では、７．２Ｖを下回ることが一般的である。このような場合、横軸をサイクル数、縦軸を５秒目電圧としたグラフにおいて、７．２Ｖを挟む２点を直線で結び、この直線が５秒目電圧＝７．２Ｖと交わるサイクル数を寿命サイクル数とした。このようにして求めた各電池の寿命サイクル数の結果を表６に示す。
【０１０７】
【表６】
2010049854.tif 000008
【０１０８】
表６に示した結果から、正極、負極ともに従来例の方法による極板を用いた電池Ｊ１〜Ｊ４の寿命サイクル数は４７２０サイクル〜４８００サイクルの範囲であった。一方、セ正極のみに本発明例の方法による極板、負極のみに従来例の方法による極板を用いた電池Ｇ１〜Ｇ４の寿命サイクル数は６８６０サイクル〜７１６０サイクルであり、正極、負極の両方に従来例の方法による極板を用いた従来例による電池Ｊ１〜Ｊ４に比較して、顕著に寿命特性が向上していることがわかる。これは、格子骨や結節部の切断、クラックが抑制されたことによる、電圧特性の向上と、特に、クラックの抑制が、正極の格子体腐食を顕著に抑制したことによると推測される。
【０１０９】
一方、正極には、従来例の方法による極板を用い、負極に本発明の方法による極板を用いた電池Ｈ１〜Ｈ６の寿命サイクル数は、５４３０サイクル〜６０２０サイクルであり、従来例の電池Ｊ１〜Ｊ４に比較すると顕著な寿命向上効果が認められる。しかしながら、その程度は、電池Ｇ１〜Ｇ４に比較して少ないものであった。電池Ｈ１〜Ｈ６における寿命向上効果は、負極の格子骨や結節部での切断およびクラックの抑制による、負極の集電効率の向上による電池の充電受入性の改善が大きく寄与しているが、正極にはこのような効果がなく、また、腐食も発生しやすいため、寿命改善効果が電池Ｇ１〜Ｇ４に比べて低下したと推測される。したがって、いずれかの極板に本発明の方法を適用する場合には、正極に本発明の構成を適用することが好ましいことがわかる。
【０１１０】
そして、正極および負極の両極に本発明の方法による極板を用いた電池Ｆ１〜Ｆ６の寿命サイクル数は、７３００サイクル〜７５６０サイクルであり、本実施例中において最も優れた寿命特性を得ることができた。これは格子体の集電効率向上効果が正極と負極の両方で得られること、また、特に正極においては、クラック発生が抑制されているため、正極の格子体の腐食が抑制され、充放電サイクルによる集電効率の低下が抑制されるという効果が相乗効果として得られたためと推測される。
【０１１１】
なお、本実施例において、図１１に示す加工刃Ｄｎのテーパ部Ｔの角度βを６０°先端寸法を０．００ｍｍとした例について示したが、加工刃Ｄｎの耐久性を勘案すれば、角度βを５°〜６５°とした場合、先端の寸法ｔ′を０．００ｍｍより大きく、０．５ｍｍ程度までに設定することが好ましく、先端の寸法ｔ′を切り幅Ｇよりも小さく設定することがより好ましい。特に切り幅Ｇを先端の寸法ｔ′より大きくすることにより、網目１２がエキスパンド加工時に、より水平方向に展開されやすくなり、これまで述べた本発明の効果をより顕著に得ることができる。なお、切り幅Ｇが先端の寸法ｔ′より小さくても本発明の効果を得ることができる。また、角度βと寸法ｔ′をこのような範囲に設定した場合においても、本発明の効果を、本実施例と同様の程度で顕著に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、レシプロエキスパンド工法を適用した鉛蓄電池用格子の格子骨や結節部に発生するクラックを抑制するとともに、その寸法精度を向上させるという効果、および、これによる集電効率の向上と、電池の出力特性の向上および寿命特性の向上という、顕著な効果を奏するものであり、レシプロエキスパンド工法による極板を用いた様々な用途の鉛蓄電池に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】従来のエキスパンド加工型およびエキスパンド切断型を示す図
【図２】従来のエキスパンド加工型およびエキスパンド切断型を示す他の図
【図３】従来のエキスパンド加工工程を示す図
【図４】従来のエキスパンド加工工程を示す他の図
【図５】網目シートを示す図
【図６】極板を示す図
【図７】（ａ）網目と矯正治具との位置関係を示す図（ｂ）網目と矯正治具との位置関係を示す他の図
【図８】本発明に用いるエキスパンド加工型および切断型を示す図
【図９】（ａ）加工刃の先端形状の第１の例を示す図（ｂ）加工刃の先端形状の第２の例を示す図（ｃ）加工刃の先端形状の第３の例を示す図
【図１０】本発明に用いるエキスパンド加工型および切断型を示す他の図
【図１１】本発明に用いるエキスパンド加工刃および切断刃の断面を示す図
【図１２】本発明によるエキスパンド加工工程を示す図
【図１３】本発明によるエキスパンド加工工程を示す他の図
【図１４】本発明の製造方法によって得た網目を示す図
【図１５】本発明による鉛蓄電池用の格子体を用いた極板を示す図
【図１６】従来の加工刃と切断刃を示す図
【符号の説明】
【０１１４】
Ａ      エキスパンド加工型
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａｎ−２，Ａｎ−１，Ａｎ  加工刃
Ｂ      エキスパンド切断型
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂｎ−２，Ｂｎ−１，Ｂｎ  切断刃
Ｃ      切断線
Ｄ      エキスパンド加工刃
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄｎ−４，Ｄｎ−３，Ｄｎ−２，Ｄｎ−１，Ｄｎ  加工刃
Ｅ      エキスパンド加工型
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅｎ−４，Ｅｎ−３，Ｅｎ−２，Ｅｎ−１，Ｅｎ  切断刃
１Ｄｎ  第１の側面
２Ｄｎ  第２の側面
Ｔ      テーパ部
１      シート
２      網目
３      無地部
４      整形ローラ
４ａ    矯正治具
４ｂ    平面部
５      網目シート
６      活物質
７      極板
８      格子体
８ａ    格子骨
８ｂ    第１の結節部
８ｃ    第２の結節部
８ｄ    格子ます目
９      枠骨
１０    集電耳
１１    Ｒ部
１１′  直線部
１２    網目
１３    網目シート
１４    格子体
１５    集電耳
１６    枠骨
１７ａ  （最下部の）格子骨
１７ｂ  格子骨
１８ａ  （最下部の）格子ます目
１８ｂ  格子ます目
１９ａ  第１の結節部
１９ｂ  第２の結節部
２０    極板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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