(57)【要約】【課題】極板の耳部とストラップとの接続部において、耳部とストラップとが確実に溶接されている部分を増やして、集電効率の向上を図った鉛蓄電池を提供する。【解決手段】正極板１２の耳部１２ａの先端が幅方向にカットされるとともに、耳部１２ａの先端の幅方向の両端角部が面取りされて、耳部１２ａの先端の幅方向の中央部に平坦な先端面１２a1が、また幅方向の両端に先端面に対して傾斜した傾斜面１２a2がそれぞれ形成され、耳部１２ａの先端面１２a1及び面取りされた部分１２a2を内部に埋設するように正極ストラップ１７が鋳造される。正極ストラップ１７はその幅方向の両端が面取りされた形状を呈するように鋳造される。負極板の耳部及び負極板の耳部に接続される負極ストラップも正極板の耳部及び正極ストラップと同様の形状に形成される。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層して極板群を構成した後、ストラップ鋳造用鋳型の型穴内に注入された鉛または鉛合金の溶湯中に前記極板群の同極性の極板の耳部を挿入して、前記同極性の極板の耳部同士を接続するストラップを鋳造する工程を行う鉛蓄電池の製造方法において、
前記極板群を構成する前に各極板の耳部の先端を幅方向にカットする工程と各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部を面取りする工程とを行って、各極板の耳部の先端の幅方向の中央に各極板の幅方向に沿って直線状に伸びる先端面を形成するとともに、各極板の先端の幅方向の両端角部に前記先端面に対して設定された角度θだけ傾斜した傾斜面を形成しておき、
前記ストラップ鋳造用鋳型の型穴の底面の幅方向の中央に前記耳部の先端面を対向させる平坦面を形成するとともに、前記型穴の底面の幅方向の両端に前記平坦面の幅方向の両端から前記型穴の開口部側に前記角度θだけ傾斜して伸びる斜面を形成しておき、
前記極板群を構成した後前記型穴内の溶湯中に各極板の耳部の先端面及び面取りされた部分の全体を挿入して、溶湯中で各極板の耳部の前記先端面及び傾斜面をそれぞれ前記型穴の底面から浮かせた状態で前記ストラップを鋳造すること、
を特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
【請求項２】
極板群を構成する極板のうち、同極性の一連の極板の上部に突設された耳部同士が、該一連の極板の耳部に一体化されるように鋳造されたストラップにより接続されている鉛蓄電池において、
前記極板群を構成する各極板の耳部の先端が幅方向にカットされるとともに各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部が面取りされて、各極板の耳部の先端の幅方向の中央部に平坦な先端面が形成されるとともに各極板の耳部の先端の幅方向の両端に前記先端面に対して傾斜した傾斜面が形成され、
前記ストラップは、前記一連の極板の耳部の先端面及び傾斜面を内部に埋設した状態で鋳造されていて、前記ストラップの前記極板群と反対側に向いた端部の幅方向の中央が平坦で、該端部の幅方向の両端の角部が面取りされた形状を呈するように形成され、
前記ストラップの前記平坦な部分及び面取りされた形状を呈する部分がそれぞれ内部に埋設された耳部の先端面及び傾斜面に対向させられていること、
を特徴とする鉛蓄電池。
【請求項３】
前記耳部の幅方向の両端角部の面取り、及び前記ストラップの幅方向の両端の角部の面取りは、Ｃ面取りである請求項２に記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極板群を構成する正極板及び負極板のそれぞれの耳部同士が、キャストオン法により鋳造されたストラップにより接続されている鉛蓄電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池を製造する際には、特許文献１に示されているように、正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層して極板群を構成した後、同極性の極板の耳部どうしを接続するストラップを、キャストオン法により鋳造する工程を行う。
【０００３】
図９は従来の鉛蓄電池で用いられていた極板群を示している。従来の鉛蓄電池においては、正極格子体及び負極格子体にそれぞれ正極活物質及び負極活物質を充填して正極板１及び負極板２を構成した後、正極板１及び負極板２の耳部１ａ，２ａの高さ寸法を所定の寸法とするように、耳部１ａ，２ａの先端を幅方向にカットして、耳部１ａ，２ａの先端部の形状を、幅方向の両端角部が直角に角張った形状とし、正極板１及び負極板２を、セパレータ３を介して交互に積層することにより極板群４を構成していた。極板群４を構成する正極板の耳部１ａどうし及び負極板の耳部２ａどうしをそれぞれ接続するストラップを鋳造する際には、図１０に示すように、ストラップ鋳造用鋳型５の型穴５Ａ及び５Ｂ内に鉛または鉛合金の溶湯を注入した後、極板群４を逆さにした状態で、一連の負極板１の耳部１ａ及び正極板２の耳部２ａを、ストラップ鋳造用鋳型５の型穴５Ａ及び５Ｂ内の溶湯中に挿入し、この状態で型穴内の溶湯が冷却されて凝固するのを待つことにより、負極ストラップ６及び正極ストラップ７を鋳造する。
【０００４】
また特許文献２に示された鉛蓄電池では、図１２に示されているように、極板の耳部１ａ′を、その先端から基端部側にかけて斜めにカットして、耳部１ａ′の先端１a1′がストラップ鋳造用鋳型５の型穴５Ａの底面に当るまで、耳部１ａ′を型穴内の溶湯中に挿入することにより、ストラップ６を鋳造するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１９６１４６号公報
【特許文献２】特開平５−１０９３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９及び図１０に示した従来の方法によりストラップを鋳造する際には、極板群を構成するに先立って、正極板１及び負極板２の耳部１ａ，２ａの先端を幅方向にカットするだけであったため、耳部１ａ，２ａの先端面以外の部分は酸化膜で覆われた地肌のままの状態にあった。耳部の酸化膜で覆われた部分は、鋳型内の溶湯に浸漬した際に溶け難いため、従来の方法により耳部１ａ，２ａにストラップ６，７を鋳造する際に確実に溶融させることができるのは、図１１（Ａ）に太線で示したように、主として耳部１ａ，２ａの先端面（カットされることにより酸化膜が除去された部分）のみであった。そのため、耳部１ａ，２ａとストラップ６，７との溶接部において、十分な溶け込みをもって確実に溶接されている部分を増やすことができないという問題があり、このことが、集電効率（極板群から外部に取り出すことができる電力量の極板群で発電される電力量に対する割合）の向上を図る上でネックになっていた。
【０００７】
また極板群４を逆さにして、一連の負極板１の耳部１ａ及び正極板２の耳部２ａを、ストラップ鋳造用鋳型５の型穴５Ａ及び５Ｂ内の溶湯中に挿入する際には、耳部１ａ，２ａを型穴５Ａ及び５Ｂの幅方向の中央に挿入することが好ましいが、実際には、耳部１ａ，２ａの挿入位置が型穴５Ａ及び５Ｂの幅方向の端部側にずれることがあり、図１１（Ｂ）に示すように、耳部１ａ，２ａのストラップの幅方向の片側に寄った状態でストラップが鋳造されることがある。このような状態でストラップ６，７が鋳造されると、ストラップ６，７の幅方向の片側に断面積が小さく、電気抵抗が大きい部分６ｐ，７ｐが形成されて、この電気抵抗が大きい部分６ｐ，７ｐがストラップ内に埋め込まれている耳部の高さ方向の全体に接した状態になるため、各耳部の側面からストラップへの電流の流れが抑制され、極板群からの集電効率が低下するという問題があった。
【０００８】
図１２に示したように、耳部１ａを、その先端から基端部にかけて斜めにカットして耳部の先端に傾斜面を形成しておけば、耳部１ａの酸化膜が除去された面を、耳部の幅方向に対して傾斜した傾斜面とすることができるため、図１１に示したように、耳部の先端を幅方向にのみカットした場合に比べて、耳部の溶融される部分の面積を拡大できることが期待される。
【０００９】
しかしながら、ストラップ鋳造用鋳型の型穴の底部付近では、溶湯から鋳型への熱伝導により溶湯の熱が奪われて、その温度が急速に低下するため、耳部の先端を型穴の底面に接触させた状態で、耳部とストラップとの溶接を行うと、耳部の先端寄りの部分で耳部の溶融不足が生じ、耳部とストラップとの溶接が不完全になるおそれがある。
【００１０】
また型穴内では、その開口部側から底部側に向って溶湯の温度が低くなっていくため、耳部の先端が全体に亘って斜めにカットされていると、耳部の先端を型穴の底面に接触させないようにした場合でも、耳部の傾斜面の温度分布が不均一になり、耳部の傾斜面全体をストラップに均一に溶接することができないおそれがある。従って、耳部の先端面の全体を傾斜面とすることは避ける必要がある。
【００１１】
更に、従来の鉛蓄電池では、ストラップの断面形状を矩形状としていたが、ストラップの断面形状を矩形状とした場合、ストラップの幅方向の両端の角部と耳部の幅方向の両端の角部との間の距離が必要以上に長くなり、この部分で鉛または鉛合金の量が過剰になるため、ストラップを形成するために用いる鉛または鉛合金の量を節約する上で好ましくなかった。特に図１２に示すように耳部の先端に傾斜面を形成した場合、ストラップの断面が矩形状であると、ストラップの傾斜面に隣接する部分の断面積が過大になり、ストラップを形成する鉛または鉛合金の量が無駄になるのを避けられない。
【００１２】
またストラップを耳部に良好に溶接するためには、鋳型の型穴内に注入された溶湯の凝固が始まる前に耳部を型穴内の溶湯中に浸漬する必要があるが、ストラップの断面積が大きいと、ストラップを鋳造する鋳型の型穴が大きくなって、型穴内を溶湯で満たすために要する時間が長くなるため、耳部を溶湯中に挿入する前に型穴の底部付近で溶湯の凝固が始まるおそれがあり、好ましくない。耳部とストラップとの溶接を良好に行わせるためには、ストラップの断面積をできるだけ小さくすることが好ましい。
【００１３】
本発明の目的は、極板の耳部とストラップとの接続部において、耳部とストラップとが十分な溶け込みをもって確実に溶接される部分を増やして、集電効率の向上を図った鉛蓄電池及び該鉛蓄電池を製造する方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、極板の耳部とストラップとの接続部において、耳部とストラップとが十分な溶け込みをもって確実に溶接される部分を増やして集電効率を向上させるとともに、キャストオン時に耳部の先端部の温度分布を均一な状態に近づけて、耳部とストラップとの溶接を良好に行うことができるようにした鉛蓄電池及び該鉛蓄電池の製造方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、極板の耳部とストラップとの接続部において、耳部とストラップとが十分な溶け込みをもって確実に溶接される部分を増やすとともに、負極板の耳部及び正極板の耳部がストラップの幅方向の片側にずれた状態でストラップが鋳造された場合に、耳部の幅方向の両端側で耳部とストラップとの間の電気抵抗が増大するのを抑制して、集電効率が低下するのを防ぐことができるようにした鉛蓄電池及び該鉛蓄電池を製造する方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の更に他の目的は、耳部とストラップとが十分な溶け込みをもって確実に溶接される部分を増やして集電効率を向上させるとともに、ストラップの断面積を縮小してストラップを形成するために必要な鉛または鉛合金の量を節約することができるようにした鉛蓄電池及び該鉛蓄電池を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、正極板と負極板とをセパレータを介して交互に積層して極板群を構成した後、ストラップ鋳造用鋳型の型穴内に注入された鉛または鉛合金の溶湯中に極板群の同極性の極板の耳部を挿入して、同極性の極板の耳部同士を接続するストラップを鋳造する工程を行う鉛蓄電池の製造方法を対象とする。
【００１８】
本発明においては、極板群を構成する前に各極板の耳部の先端を幅方向にカットする工程と各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部を面取りする工程とを行って、各極板の耳部の先端の幅方向の中央に各極板の幅方向に沿って直線状に伸びる先端面を形成するとともに、各極板の先端の幅方向の両端角部に前記先端面に対して設定された角度θだけ傾斜した傾斜面を形成しておく。またストラップ鋳造用鋳型の型穴の底面の幅方向の中央に前記耳部の先端面を対向させる平坦面を形成するとともに、型穴の底面の幅方向の両端に前記平坦面の幅方向の両端から型穴の開口部側に前記角度θだけ傾斜して伸びる斜面を形成しておく。そして、極板群を構成した後型穴内の溶湯中に各極板の耳部の先端面及び面取りされた部分の全体を挿入し、溶湯中で各極板の耳部の前記先端面及び傾斜面をそれぞれ前記型穴の底面から浮かせた状態でストラップを鋳造する。
【００１９】
本明細書において、極板の幅方向とは、極板の厚み方向及び高さ方向の双方に対して直角な方向をいい、極板の耳部の幅方向は、極板の幅方向に沿う方向（耳部の厚み方向と高さ方向との双方に対して直角な方向）をいう。更に耳部の先端とは、耳部の格子体からの突出方向の最端部（格子体と反対側の端部）をいう。
【００２０】
またストラップの幅方向とは、ストラップが極板の耳部に溶接された状態で、極板の幅方向（耳部の幅方向）に沿う方向をいい、ストラップ鋳造用鋳型の型穴の底面の幅方向とは、鋳造するストラップの幅方向に沿う方向をいう。
【００２１】
上記のように、極板群を構成する前に各極板の耳部の先端を幅方向にカットする工程と各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部を面取りする工程とを行って、各極板の耳部の先端の幅方向の中央に各極板の幅方向に沿って直線状に伸びる先端面を形成するとともに、各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部を面取りしておくと、各極板の耳部の先端面だけでなく、幅方向の両端の面取りされた部分をも酸化膜が除去された新生面とすることができ、耳部の先端面だけでなく、耳部の先端部の幅方向の両端の斜めに面取りされた部分をも十分に溶融させてストラップと耳部との溶接を良好に行わせることができる。
【００２２】
また上記のように、溶湯中で各極板の耳部の先端面及び傾斜面をそれぞれ型穴の底面から浮かせた状態でストラップを鋳造すると、耳部から型穴の底部を通して熱が逃げるのを防ぐことができるため、耳部に十分に熱を供給して、耳部の先端のカットされた部分を十分に溶融させることができる。
【００２３】
更に上記のように、耳部の先端部の幅方向の両端角部を面取りするようにすると、図１２に示したように、耳部の先端の全体を斜めにカットした場合ほど耳部の先端の温度部分が不均一になることがないため、面取りされた部分を含む耳部の先端部全体をほぼ均一に溶融させて、耳部とストラップとの溶接を良好に行わせることができ、集電効率を向上させることができる。
【００２４】
また上記のように、耳部の幅方向の両端の角部を面取りしておくと、負極板の耳部及び正極板の耳部がストラップの幅方向の片側にずれた状態でストラップが鋳造された場合にストラップの幅方向の片側に形成される電気抵抗が大きい部分を縮小することができるため、集電効率が低下するのを防ぐことができる。
【００２５】
また上記のように、ストラップ鋳造用鋳型の型穴の底面の幅方向の両端に型穴の開口部側に傾斜した傾斜面を形成しておくと、鋳造されたストラップの極板群と反対側に向いた端部の幅方向の両端の角部が面取りされた形状になるので、ストラップの幅方向の両端角部（傾斜面）と耳部の幅方向の両端角部（傾斜面）との間の距離を縮小して、ストラップの断面積を縮小することができ、ストラップを形成する鉛または鉛合金の量の節約を図ることができる。
【００２６】
また上記のように、ストラップ鋳造用鋳型の型穴の底面の幅方向の両端に型穴の開口部側に傾斜した傾斜面を形成すると、該傾斜面を形成しない場合に比べて、型穴の容積を縮小することができるため、耳部を型穴内に挿入するのに先立って、型穴内を鉛または鉛合金の溶湯で満たすために要する時間を短縮することができる。従って、耳部を溶湯中に挿入する前に型穴の底部付近で溶湯の凝固が始まるのを防いで、耳部とストラップとの溶接を良好に行わせることができる。
【００２７】
本発明はまた、極板群を構成する極板のうち、同極性の一連の極板の上部に突設された耳部同士が、該一連の極板の耳部に一体化されるように鋳造されたストラップにより接続されている鉛蓄電池を対象とする。
【００２８】
本発明においては、極板群を構成する各極板の耳部の先端が幅方向にカットされるとともに各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部が面取りされて、各極板の耳部の先端の幅方向の中央部に平坦な先端面が形成されるとともに各極板の耳部の先端の幅方向の両端に前記先端面に対して傾斜した傾斜面が形成される。またストラップは、一連の極板の耳部の先端面及び傾斜面を内部に埋設した状態で鋳造されていて、ストラップの極板群と反対側に向いた端部の幅方向の中央が平坦で、該端部の幅方向の両端の角部が面取りされた形状を呈するように形成され、ストラップの平坦な部分及び面取りされた形状を呈する部分がそれぞれ内部に埋設された耳部の先端面及び傾斜面に対向させられる。
【００２９】
上記のように、極板群を構成する各極板の耳部の先端が幅方向にカットされるとともに各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部が面取りされて、各極板の耳部の先端の幅方向の中央部に平坦な先端面が形成されるとともに各極板の耳部の先端の幅方向の両端に先端面に対して傾斜した傾斜面が形成されて、各極板の耳部の先端面及び傾斜面をストラップ内に埋設するように各ストラップが鋳造されていると、耳部の先端面だけでなく、斜めに面取りされた部分も十分に溶融してストラップに溶接されるため、耳部とストラップとの溶接部において、十分な溶け込みをもって確実に溶接されている部分を増やして、耳部とストラップとの接続部の電気抵抗を低減することができ、極板群からの集電効率を向上させることができる。
【００３０】
また上記のように、耳部の幅方向の両端の角部を面取りしておくと、負極板の耳部及び正極板の耳部がストラップの幅方向の片側にずれた状態でストラップが鋳造された際にストラップの幅方向の片側に形成される電気抵抗が大きい部分を縮小することができるため、極板群からの集電効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３１】
更に上記のように、ストラップの幅方向の両端の角部を面取りされた形状にしておくと、ストラップの幅方向の両端角部（傾斜面）と耳部の幅方向の両端角部（傾斜面）との間の距離を縮小して、ストラップの断面積を縮小することができるため、ストラップを形成する鉛または鉛合金の量の節約を図ることができ、極板の各耳部が面取りされることにより極板を構成する鉛または鉛合金の量が節約されることと相俟って、電池のコストの低減を図ることができる。
【００３２】
各極板の耳部の先端の幅方向の両端の角部の面取り及びストラップの幅方向の両端の角部の面取りは、Ｃ面取りとすることが好ましい。
【００３３】
各極板の耳部の先端の幅方向の両端の面取りをＣ面取り（耳部の幅方向に対して４５度傾斜した方向に沿った面取り）とすると、各極板の鉛量を低減する効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係わる鉛蓄電池の製造方法によれば、極板群を構成する前に各極板の耳部の先端を幅方向にカットする工程と各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部を面取りする工程とを行って、各極板の耳部の先端の幅方向の中央に平坦な先端面を形成するとともに、各極板の先端の幅方向の両端角部に傾斜面を形成しておくので、各極板の耳部の先端面だけでなく、幅方向の両端の傾斜面をも酸化膜が除去された新生面とすることができる。従って、耳部の先端面だけでなく、耳部の先端部の幅方向の両端の傾斜面をも十分に溶融させてストラップと耳部との溶接を良好に行わせることができる。
【００３５】
本発明においては、溶湯中で各極板の耳部の先端面及び傾斜面をそれぞれ型穴の底面から浮かせた状態でストラップを鋳造するので、耳部から型穴の底部を通して熱が逃げるのを防ぐことができ、耳部に十分に熱を供給して、耳部の先端のカットされた部分を十分に溶融させることができる。また耳部の先端部の幅方向の両端角部を面取りするようにすると、耳部の先端の全体を斜めにカットした場合ほど耳部の先端の温度部分が不均一になることがないため、面取りされた部分を含む耳部の先端部全体をほぼ均一に溶融させて、耳部とストラップとの溶接を良好に行わせることができ、集電効率を向上させることができる。
【００３６】
また本発明によれば、耳部の幅方向の両端の角部を面取りしておくので、負極板の耳部及び正極板の耳部がストラップの幅方向の片側にずれた状態でストラップが鋳造された際にストラップの幅方向の片側に形成される電気抵抗が大きい部分を縮小して、集電効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３７】
また本発明によれば、ストラップ鋳造用鋳型の型穴の底面の幅方向の両端に型穴の開口部側に傾斜した傾斜面を形成しておくので、鋳造されたストラップの幅方向の両端の角部を面取りされた形状として、ストラップの幅方向の両端角部（傾斜面）と耳部の幅方向の両端角部（傾斜面）との間の距離を縮小することができ、これにより、ストラップの断面積を縮小して、ストラップを形成する鉛または鉛合金の量の節約を図ることができる。
【００３８】
また本発明によれば、ストラップ鋳造用鋳型の型穴の底面の幅方向の両端に型穴の開口部側に傾斜した傾斜面を形成することにより、型穴の容積を縮小することができるため、耳部を型穴内に挿入するのに先立って、型穴内を鉛または鉛合金の溶湯で満たすために要する時間を短縮することができる。従って、耳部を溶湯得中に挿入する前に型穴の底部付近で溶湯の凝固が始まるのを防いで、耳部とストラップとの溶接を良好に行わせることができる。
【００３９】
本発明に係わる鉛蓄電池においては、耳部の先端の幅方向の両端の角部が面取りされて、各極板の耳部の先端面及び面取りされた部分をストラップ内に完全に埋設するように各ストラップが鋳造されているので、耳部の先端部の幅方向に直線的にカットされた先端面だけでなく、斜めに面取りされた部分をも十分に溶融させてストラップに確実に溶接することができる。従って、耳部とストラップとの溶接部において、十分な溶け込みをもって確実に溶接されている部分を増やして、耳部とストラップとの接続部の電気抵抗を低減することができ、極板群からの集電効率を向上させることができる。
【００４０】
また本発明においては、耳部の幅方向の両端の角部が面取りされているので、負極板の耳部及び正極板の耳部がストラップの幅方向の片側にずれた状態でストラップが鋳造された際にストラップの幅方向の片側に形成される電気抵抗が大きい部分を縮小して、極板群からの集電効率が低下するのを防ぐことができる。
【００４１】
更に本発明によれば、ストラップの幅方向の両端の角部を面取りされた形状にしたことにより、ストラップの幅方向の両端角部と耳部の幅方向の両端角部との間の距離を縮小して、ストラップの断面積を縮小することができるため、ストラップを形成する鉛または鉛合金の量を節約することができ、極板の各耳部を面取りすることにより極板を構成する鉛または鉛合金の量を節約できることと相俟って、電池のコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係わる鉛蓄電池で用いる極板群と該極板群の耳部に鋳造されたストラップとを示した正面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わる鉛蓄電池で用いる極板の耳部と該耳部に鋳造されたストラップとを拡大して示した正面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は本実施形態に係わる鉛蓄電池で用いる極板の耳部と該耳部に鋳造されたストラップとを拡大して示したもので、（Ａ）は（Ｂ）のIVA−IVA線断面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】本実施形態において、ストラップが耳部の幅方向の片側に偏った状態で鋳造された状態を示した断面図である。
【図６】幅方向の両端が面取りされた耳部に断面が矩形状を呈するストラップを鋳造した例を示す断面図である。
【図７】本実施形態の鉛蓄電池を構成する極板群を示した斜視図である。
【図８】（Ａ）は、本実施形態において極板の耳部をストラップ鋳造用鋳型の型穴内の溶湯得中に挿入した状態を示した断面図、（Ｂ）はストラップ鋳造用鋳型の型穴と、該型穴に挿入された耳部とを示した要部の拡大断面図である。
【図９】従来の鉛蓄電池で用いられていた極板群を示した斜視図である。
【図１０】従来の鉛蓄電池を製造する過程で極板の耳部をストラップ鋳造用鋳型の型穴内の溶湯得中に挿入した状態を示した断面図である。
【図１１】（Ａ）は従来の鉛蓄電池において、極板の耳部にストラップが正しく鋳造された状態を示した断面図である。（Ｂ）は従来の鉛蓄電池において、ストラップが極板の耳部の幅方向の片側に偏った状態で鋳造された状態を示した断面図である。
【図１２】他の従来の鉛蓄電池を製造する過程で、極板の耳部をストラップ鋳造用鋳型の型穴内に挿入した状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図７は、本実施形態で用いる極板群の構成を概略的に示したもので、同図において、１１は負極板、１２は正極板、１３は負極板１１と正極板１２との間に配置されたセパレータである。負極板１１及び正極板１２は所定枚数ずつ設けられていて、負極板１１と正極板１２とが、セパレータ１３を介して交互に積層されることにより、極板群１４が構成されている。
【００４４】
負極板１１は、鉛合金からなる格子体に負極活物質を充填したもので、格子体の上部に耳部１１ａが突設されている。本発明においては、格子体に負極活物質を充填した後、極板群を構成する前に、各負極板の格子体の上端に突設された矩形状の耳部１１ａの先端を幅方向に直線的にカットする工程と、各耳部の先端の幅方向の両端角部を面取りする工程とを行って、各極板の耳部の先端の幅方向の中央に各極板の幅方向に沿って直線状に伸びる平坦な先端面１１a1を形成するとともに、各極板の先端の幅方向の両端角部に先端面１１a1に対して（幅方向に対して）設定された角度θ（図３参照）だけ傾斜した傾斜面１１a2，１１a2を形成しておく。そのため、各耳部１１ａの先端部は、極板の幅方向に沿って直線状に伸びる先端面１１a1を先端の幅方向の中央部に有し、傾斜面（面取り部）１１a2，１１a2を先端の幅方向の両端に有する台形状の形状を呈する。耳部１１ａの先端面１１a1及び幅方向の両端の傾斜面１１a2，１１a2は、格子体の耳部をカットすることにより形成されるため、酸化膜が除去された新生面となっている。本実施形態では、耳部１１ａの先端の幅方向の両端の面取りをＣ面取り（θ＝４５°とする面取り）としている。
【００４５】
耳部１１ａの先端を幅方向にカットする工程は、ロータリーカッターまたは剪断式のカッターを用いて行うことができる。通常、極板に活物質を充填する工程から耳部をカットする工程に移行する際には、一連の極板がコンベアによりそれぞれの幅方向に沿って直線的に搬送される。この場合、耳部１１ａの先端を幅方向にカットするカッターとしてロータリーカッターを用いると、極板の耳部の先端を幅方向にカットする工程を極板の搬送を止めることなく行うことができ、量産性を高めることができる。
【００４６】
各耳部１１ａの先端の幅方向の両端角部を斜めにカットして面取りする工程も、ロータリーカッターまたは剪断式カッターを用いて行うことができる。各耳部１１ａの先端の幅方向の両端角部を斜めにカットして面取りする工程をロータリーカッターを用いて行う場合、耳部の幅方向の両端角部のカットは、ロータリーカッターを耳部の幅方向に対して傾斜させて行ってもよく、ロータリーカッターを傾斜させずに、極板側を回転させて傾けることにより、耳部の幅方向をロータリーカッターに対して傾斜させた状態にして行ってもよい。
【００４７】
正極板１２は、鉛合金からなる格子体に正極活物質を充填したもので、格子体の上部に耳部１２ａが突設されている。正極板１２の耳部１２ａに対しても、図２に示した負極板の耳部１１ａと同様に、格子体に正極活物質を充填した後、極板群を構成する前に、その先端を幅方向にカットする工程と、その先端の幅方向の両端角部を面取りする工程とを行って、各極板の耳部の先端の幅方向の中央に各極板の幅方向に沿って直線状に伸びる先端面１２a1を形成するとともに、各極板の先端の幅方向の両端角部に先端面１２a1に対して（幅方向に対して）設定された角度θだけ傾斜した傾斜面１２a2，１２a2を形成しておく。従って、正極板の耳部１２ａの先端部も、極板の幅方向に沿って直線状に伸びる先端面１２a1を先端の幅方向の中央に有し、傾斜面１２a2，１２a2を先端の幅方向の両端に有する台形状の形状を呈する。
【００４８】
一連の負極板１１，１１，…の耳部１１ａ，１１ａ，…及び一連の正極板１２，１２，…の耳部１２ａ，１２ａ，…はそれぞれ、極板群１４を構成した際に、極板の幅方向の一端側及び他端側で極板の積層方向に一列に整列して並ぶように設けられている。
【００４９】
本発明に係わる鉛蓄電池の製造方法では、極板群１４を構成した後、負極板の耳部１１ａ同士及び正極板の耳部１２ａ同士をそれぞれ接続する負極ストラップ１６及び正極ストラップ１７を鋳造する工程を行う。負極ストラップ及び正極ストラップを鋳造する工程では、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、負極ストラップ１６及び正極ストラップ１７をそれぞれ鋳造するための型穴５Ａ及び５Ｂを有するストラップ鋳造用鋳型５を用いる。本発明の製造方法で用いるストラップ鋳造用鋳型５においては、負極ストラップ１６を鋳造する型穴５Ａの底面の幅方向の中央に、耳部１１の先端面１１a1に対向する平坦面５A1を形成するとともに、型穴の底面の幅方向の両端に平坦面５A1の幅方向の両端から型穴５Ａの開口部側に角度θだけ傾斜して伸びる斜面５A2，５A2を形成しておく。また正極ストラップ１７を鋳造する型穴５Ｂの底面の幅方向の中央に、耳部１２の先端面１２a1に対向する平坦面５B1を形成するとともに、型穴の底面の幅方向の両端に平坦面５B1の幅方向の両端から型穴５Ｂの開口部側に角度θだけ傾斜して伸びる斜面５B2，５B2を形成しておく。
【００５０】
ストラップ１６及び１７を鋳造する際には、ストラップ鋳造用鋳型５の型穴５Ａ及び５Ｂ内に鉛または鉛合金の溶湯を満たした後、極板群１４を所定の加圧力で積層方向に加圧した状態で、耳部１１ａ及び１２ａを下方に向けて、型穴５Ａ及び５Ｂ内の溶湯中に挿入する。このとき、極板１１，１２の耳部１１ａ，１２ａの先端面１１a1，１２a1及び傾斜面（面取り部）１１a2，１２a2全体を溶湯中に完全に埋没させるとともに、耳部１１ａ，１２ａの先端面１１a1，１２a1を溶湯中で型穴５Ａ，５Ｂの底面より所定の距離ｄだけ浮かせた状態にしておく。
【００５１】
この状態で、型穴５Ａ，５Ｂ内の溶湯が冷却されて凝固するのを待ち、図１及び図２に示すように、複数の負極板１１の耳部１１ａ同士を接続する負極ストラップ１６及び複数の正極板１２の耳部１２ａ同士を接続する正極ストラップ１７を鋳造する。
【００５２】
なお図１及び図２において、１６ｂ及び１７ｂはそれぞれ負極ストラップ１６及び正極ストラップ１７の端部に形成されたフラグ部であり、これらのフラグ部は、極板群を電槽のセル室内に収容した後にセル間接続部により隣接するセルの所定のストラップに設けられたフラグ部に接続される。
【００５３】
上記のように、極板群１４を構成する前に極板１１，１２の耳部１１ａ，１２ａの先端を幅方向にカットする工程と極板１１，１２の耳部１１ａ，１２ａの先端の幅方向の両端角部を斜めにカットする工程とを行って、極板１１，１２の耳部の先端面だけでなく、面取りされた部分の傾斜面をも酸化膜が除去された面としておくと、型穴５Ａ，５Ｂ内の溶湯内に耳部１１ａ，１２ａを挿入した際に、耳部１１ａ，１２ａの先端面１１a1，１２a1だけでなく、耳部の先端部の幅方向の両端の斜めに面取りされた部分１１a2，１２a2をも十分に溶融させてストラップに確実に溶接することができる。
【００５４】
また上記のように、負極板１１の耳部１１ａ及び正極板１２の耳部１２ａの先端面をそれぞれ溶湯中で型穴５Ａ及び５Ｂの底面より浮かせた状態でストラップ１６を鋳造すると、耳部１１ａ及び１２ａが型穴５Ａ及び５Ｂの底部に接触しないため、耳部１１ａ及び１２ａから型穴５Ａ及び５Ｂの底部を通して熱が逃げるのを防ぐことができ、耳部に十分に熱を供給して、耳部１１ａ，１２ａの先端面及び面取り部を十分に溶融させることができる。
【００５５】
上記のように耳部１１ａの先端の幅方向の両端角部を面取りして、耳部の先端部の形状を台形状とすると、耳部全体を斜めにカットした場合ほど耳部の先端の温度部分が不均一になることがないため、幅方向に直線状にカットされた先端面と面取りされた部分とを含む耳部１１ａ及び１２ａの先端部の端面全体をほぼ均一に溶融させて、耳部とストラップとの溶接を良好に行わせることができる。
【００５６】
また上記のように、耳部１１ａ，１２ａの先端の幅方向の両端角部を面取りすると、各極板を構成する鉛または鉛合金の量を低減することができるため、鉛蓄電池で使用する鉛または鉛合金の量の低減を図ってコストの低減を図ることができる。
【００５７】
更に上記のように、耳部１１ａ，１２ａの幅方向の両端の角部を面取りしておくと、図５に示すように、負極板の耳部１１ａ及び正極板の耳部１２ａがストラップ１６及び１７の幅方向の片側にずれた状態でストラップが鋳造された際にストラップの幅方向の片側に形成される電気抵抗が大きい部分１６ｐ，１７ｐを縮小して、極板群からの集電効率が低下するのを防ぐことができる。
【００５８】
また上記のように、ストラップ鋳造用鋳型５の型穴５Ａ，５Ｂの底面の幅方向の両端に型穴の開口部側に傾斜した傾斜面５A2，５B2を形成しておくと、鋳造されたストラップ１６，１７の幅方向の両端の角部が面取りされた形状になる。従って、ストラップ１６，１７は、その先端の幅方向の中央に平坦な先端面１６a1，１７a1を有し、先端の幅方向の両端に傾斜面１６a2，１７a2を有する形状に形成される。そして、ストラップ１６，１７の先端面１６a1、１７a1が極板１１，１２の先端面１１a1，１２a1に対向させられ、ストラップ１６及び１７の各傾斜面（面取りされた部分）１６a2及び１７a2がそれぞれ極板１１及び１２の各傾斜面（面取りされた部分）１１a2及び１２a2に対向させられる。
【００５９】
従来の鉛蓄電池では、図６に示したように、横断面の輪郭形状が矩形状を呈するストラップ１６′，１７′が用いられていた。耳部１１ａ，１１ｂの先端の幅方向の両端を面取りする場合に断面が矩形状を呈するストラップ１６′，１７′を用いると、ストラップ１６′，１７′の先端の幅方向の両端角部と耳部１１ａ，１２ａの幅方向の両端の傾斜面１１a2，１２a2との間の距離Ｌ′が長くなるため、耳部のストラップ内に埋設される部分の大きさに比べてストラップの断面積が必要以上に大きくなる。ストラップの断面積が大きいと、該ストラップを鋳造する鋳型の型穴の容積が大きくなるため、型穴を溶湯で満たすために要する時間が長くかかり、型穴内の溶湯中に極板の耳部を挿入するまでの間に型穴の底部付近で溶湯の凝固が開始されるおそれがある。
【００６０】
これに対し、本発明のように、ストラップ１６，１７の先端の幅方向の両端に傾斜面１６a2，１７a2を形成しておくと、図５に示すように、ストラップ１６，１７の先端の幅方向の両端角部と耳部１１ａ，１２ａの幅方向の両端の傾斜面１１a2，１２a2との間の距離Ｌを短縮して、ストラップの断面積を縮小することができる。ストラップの断面積を縮小することができると、ストラップを形成する鉛または鉛合金の量の節約を図ることができるだけでなく、ストラップを鋳造する型穴の容積を縮小することができるため、型穴を溶湯で満たすために要する時間を短縮して、型穴内の溶湯中に極板の耳部を挿入するまでの間に型穴の底部付近で溶湯の凝固が開始されるおそれをなくすことができ、ストラップの鋳造及びストラップと極板の耳部との溶接を良好に行わせて、極板群からの集電効率を向上させることができる。
【００６１】
本発明に係わる鉛蓄電池において、ストラップは、その幅方向の両端の傾斜面の傾斜角を内部に埋設する耳部の幅方向の両端の傾斜面の傾斜角と等しくし、かつストラップの平坦面が形成された部分の厚みが過大にならないようにするのが好ましい。そのため、例えば正極板の耳部１２ａ及びストラップ１７において、図４に示すように、ストラップ１７の先端の平坦面１７a1の幅寸法をＡ、耳部の先端面の幅寸法をＢとしたときに、Ａ＞Ｂの関係が成立するようにストラップを鋳造することが好ましい。ストラップ１７の先端の平坦面１７a1の幅寸法Ａと耳部１２ａの幅寸法Ｃ（＞Ｂ）との関係は、Ａ≧Ｃでもよく、Ａ＜Ｃでもよい。
【００６２】
また耳部の位置がストラップの幅方向の片側に極限までずれたときに耳部の幅方向の片側の傾斜面がストラップの傾斜面に接した状態になると、耳部のストラップに溶接される部分の面積が減少するので好ましくない。従って、耳部の位置がストラップの幅方向の片側に極限までずれたときでも耳部の傾斜面がストラップの傾斜面に接することがないようにしておくことが好ましい。そのためには、図４において、ストラップの極板群側に向いた面から耳部１２ａの傾斜面１２a2の下端までの高さをｈ1、ストラップの極板群側に向いた面からストラップの傾斜面１７a2の下端までの高さをｈ2としたときに、ｈ2＞ｈ1の関係が成立するようにストラップ１７を鋳造するのが好ましい。このような関係が成立するようにストラップ１７を鋳造しておけば、耳部１２ａを型穴５Ｂ内に挿入する際に、仮に、耳部の挿入位置が型穴の幅方向に極端にずれて、耳部１２ａの傾斜面１２a2の下端よりも下方寄り（極板寄り）の部分が型穴５Ｂの幅方向の最端部の内面に接した状態になったとしても、耳部１２ａの傾斜面１２a2はストラップ１７の傾斜面１７a2に接することがないため、耳部１２ａのストラップに溶接される部分の減少量を最小限に抑えることができる。
【００６３】
上記寸法Ａ，Ｂ，Ｃの間の関係及びｈ1とｈ2との間の関係は、負極板の耳部１１ａ及び該耳部に接続されるとストラップ１６についても同様である。
【００６４】
鉛蓄電池を製造する際には、上記のようにして極板群にストラップを鋳造した後、電槽内の各セル室内に極板群を挿入し、隣り合うセル室内の極板群の所定のストラップのフラグ部どうしを、セル間の隔壁に予め設けた貫通孔を通して溶接することにより、セル間接続部を形成する。その後電槽の蓋を取り付けて各セル室の上端開口部を閉じる。その後、電槽の蓋に設けられた注液口から各セル室内に電解液を注入する。
【００６５】
本発明においては、各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部を面取りするが、耳部の面取り量を余り多くすると、面取りした部分の傾斜面において温度分布が不均一になって、その一部で溶融不足が生じ、集電効率が低下するおそれがある。従って、各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部の面取り量は、面取りを施さなかった場合に比べて、集電効率を向上させることができる範囲の大きさに設定する。各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部の面取り量の適正値は、面取り量を種々変えて、高率放電試験を行う実験を行うことにより、容易に求めることができる。
【００６６】
各極板の耳部の先端の幅方向の両端角部の面取り量は、面取りを施さなかった場合に比べて、集電効率を向上させることができる範囲で、鉛量の低減効果をできるだけ高めるように設定するのが好ましい。鉛または鉛合金の量を節約する効果を高めるためには、各面取りはＣ面取りとするのが好ましい。
【００６７】
上記の実施形態では、極板の耳部の先端を幅方向にカットする工程と、極板の耳部の先端の幅方向の両端角部を斜めにカットして面取りする工程とを行った後に極板群を構成するとしたが、極板群を構成する前に、カットした面をブラッシングする工程を更に行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
５  ストラップ鋳造用鋳型
５Ａ  型穴
５A1  平坦面
５A2  斜面
５Ｂ  型穴
５B1  平坦面
５B2  斜面
１１  負極板
１１ａ  負極板の耳部
１１a1  耳部の先端面
１１a2  耳部の幅方向の両端の傾斜面
１２  正極板
１２ａ  正極板の耳部
１２a1  耳部の先端面
１２a2  耳部の幅方向の両端の傾斜面
１３  セパレータ
１４  極板群
１６  負極ストラップ
１６a1  平坦面
１６a2  傾斜面
１７  正極ストラップ
１７a1  平坦面
１７a2  傾斜面
【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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