(57)【要約】      （修正有）【課題】極板群の極板耳部とストラップとポール（極柱）あるいは接続部とをＣＯＳ法により一体に溶接・接合する鉛蓄電池の製造方法において、前記溶接・接合時の鋳型の輻射熱によるセパレータの白化あるいは炭化を防止した鉛蓄電池の製造方法を提供することにある。【解決手段】前記鉛蓄電池の製造方法において、鋳型７と極板群６との間に熱防止部材８１を配してキャスト・オン・ストラップを行う、あるいはセパレータが極板間に未完全挿入状態でキャスト・オン・ストラップを行い、キャスト・オン・ストラップ終了後、セパレータ５を極板間に完全に挿入することを特徴とするものである。【選択図】図６
2005078969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャスト・オン・ストラップにより極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とを一体に溶接・接合する鉛蓄電池の製造方法において、
鋳型と極板群との間に熱防止部材を配してキャスト・オン・ストラップを行うことを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
【請求項２】
キャスト・オン・ストラップにより極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とを一体に溶接・接合する鉛蓄電池の製造方法において、
セパレータが極板間に未完全挿入状態でキャスト・オン・ストラップを行い、キャスト・オン・ストラップ終了後、セパレータを極板間に完全に挿入することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
鉛蓄電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池の極板群は、セパレータ、正・負極板、正・負極板耳部、正・負極ストラップおよびポール（極柱）あるいは接続部とから構成されている。それぞれの極性の極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とを一体に溶接・接合する方法としては、ストラップとポールあるいはストラップと接続部の形状を彫り込んだ鋳型に溶融鉛を注入し、該鋳型に前記複数の極板耳部を倒立して浸漬し、極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とが鋳造により一体に形成される、いわゆる、キャスト・オン・ストラップ法（Ｃａｓｔ  ｏｎ  Ｓｔｒａｐ、略してＣＯＳという）がその優れた生産性により広く採用されている。
【０００３】
前記ＣＯＳ法による溶接・接合技術の一例は、特開２００１−３５１５９９鉛蓄電池の製造装置および製造方法に記載されている。
図１は、ＣＯＳ法により、極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とを一体に溶接・接合する一例を示す一部欠裁の要部正面図で、１２は負極板、２１は正極板耳部、２２は負極板耳部、５はセパレータ、６は極板群、７はＣＯＳ用鋳型、７１はストラップとポールとが一体になった形状の彫り込み部、７２はストラップと接続部とが一体になった形状の彫り込み部をそれぞれ示し、前記彫り込み部には溶融鉛９が満たされている。
【０００４】
図１に示すように、溶融鉛９で満たされた彫り込み部７１および７２に、倒立した極板群６の正極板耳部２１および負極板耳部２２をそれぞれ浸漬・固化して極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とが一体に形成される。
【０００５】
図２は、前記ＣＯＳ法により作製された極板群の一例を示す要部正面図、図３はその要部上面図で、１１は正極板、１２は負極板、２１は正極板耳部、２２は負極板耳部、３１は正極ストラップ、３２は負極ストラップ、４１は正極ポール、４２は負極接続部、５はセパレータ、６は極板群をそれぞれ示す。
【０００６】
前記ＣＯＳ用鋳型７に注入された溶融鉛９が急冷されると良好な溶接・接合状態が得られないので、前記鋳型７は、鉛の融点、約３２７℃より少し低い温度に保たれている。したがって、倒立した極板群６の極板耳部２１および２２を前記鋳型７の彫り込み部７１および７２に浸漬した場合に、前記極板群６は鋳型７の輻射熱を受ける。その場合、極板群６の構成部材の一つであるセパレータ５には、微孔性のポリエチレン等の樹脂が用いられており、この融点は８０℃以下で、３００℃近い温度に保たれている鋳型７に接近した場合に、図２あるいは図３の太斜線で示す部分（Ａ）のセパレータ５は、白化、さらには炭化することがある。白化あるいは炭化した部分のセパレータ５は脆く、裂けやすくなり使用中にその部分が裂けてセパレータの機能を失い短絡が起こり短寿命になる問題を抱えていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５１５９９  鉛蓄電池の製造装置および製造方法
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
鉛蓄電池の極板群を構成する極板耳部、ストラップおよびポールあるいは接続部を上述したＣＯＳ法により一体に溶接・接合する鉛蓄電池の製造方法において、前記溶接・接合時の鋳型の輻射熱によるセパレータの白化あるいは炭化を防止した鉛蓄電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するための手段として、請求項１によれば、キャスト・オン・ストラップにより極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とを一体に溶接・接合する鉛蓄電池の製造方法において、鋳型と極板群との間に熱防止部材を配してキャスト・オン・ストラップを行うことを特徴とするものである。
【００１０】
上述したＣＯＳ法により極板耳部とストラップとポールある接続部とを一体に溶接・接合する場合に、鋳型の温度が高く、しかも彫り込み部には溶融鉛が注入されているので、これらに面している極板群の上面部分は輻射熱を受け易く、極板間に挿入されている耐熱温度の低いセパレータが白化さらには炭化することがあったのに対して、鋳型と前記鋳型の輻射熱を受け易い極板群との間に熱防止部材を配し、鋳型の輻射熱がセパレータに影響しないようにすればセパレータの白化あるいは炭化を防止できることを本願発明者は見出した。前記、熱防止部材の材質は、鋳型の輻射熱をセパレータに伝え難いことが必要で、セラミック、カーボンあるいは耐熱温度の高い四ふっ化エチレン樹脂等の断熱性・耐熱性を有する部材が好ましい。
【００１１】
溶接・接合が終了した時点で、前記熱防止部材を取り外してから極板群を電槽に挿入しても良いし、装着したまま極板群を電槽に挿入してもよい。
【００１２】
請求項２によれば、キャスト・オン・ストラップにより極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とを一体に溶接・接合する鉛蓄電池の製造方法において、セパレータが極板間に未完全挿入状態でキャスト・オン・ストラップを行い、キャスト・オン・ストラップ終了後、セパレータを極板間に完全に挿入することを特徴とするものである。
【００１３】
従来では、極板間に挿入されているセパレータの上端部は極板の上端部を少し超えた位置に保持されているので、ＣＯＳ法により溶接・接合する場合に、ＣＯＳ用の鋳型の輻射熱を受け易かったのに対して、セパレータを極板間に未完全挿入状態、好適にはセパレータ上端部を極板高さの７０％以下の位置に保持した状態で溶接・接合を行えばセパレータは前記鋳型から距離的に離れた状態にあるので、輻射熱の影響を受け難く、白化あるいは炭化が免れ、良好な溶接・接合が行える。
【００１４】
ここでの極板高さとは、図２に示すＸのことをいう。
【発明の効果】
【００１５】
ＣＯＳ法により極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とを一体に溶接・接合する場合に、鋳型の温度が高くしかも彫り込み部には溶融鉛が注入されているので，これらに面している極板群の上面は輻射熱を受け易く、その部分に存在する耐熱温度の低いセパレータが白化さらには炭化することがあったのに対して、輻射熱を受け易い極板群の上面部分と鋳型との間に熱防止部材を配する、あるいは、セパレータを極板間に未完全挿入状態、好適にはセパレータ上端部を極板高さの７０％以下の位置に保持した状態でＣＯＳ法による溶接・接合を行えば輻射熱による前記セパレータの白化あるいは炭化が防止でき、それに起因する早期の短絡が起こらなくなり、寿命性能の安定した鉛蓄電池が得られその工業的効果が極めて大である。
【実施例】
【００１６】
本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
（実施例１）
図４は、実施例１のＵ字形熱防止部材８１を示す要部斜視図（ａ）および要部正面図（ｂ）である。前記Ｕ字形熱防止部材８１はセラミックで一体に形成されている。図４（ｂ）に示すＢの寸法を極板群６の厚みより僅かに小さくしておいて、前記極板群６に厚み方向に圧迫を加えながら前記Ｕ字形熱防止部材８１をその上面に装着すれば、極板群６の反発力により前記Ｕ字形熱防止部材８１を固定することができる。
【００１７】
図５は、輻射熱を受け易い極板群６の上面３ヵ所に前記Ｕ字形熱防止部材８１を装着した状態を示す要部上面図で、他の構成部材は図３と同じ番号を付記する。
【００１８】
図６は前記Ｕ字形熱防止部材８１が装着された極板群６を倒立して、正・負極板耳部２１および２２をＣＯＳ用鋳型７の彫り込み部７１および７２にそれぞれ浸漬する状態を示す要部正面図で、構成部材は図１および図５と同じ番号を付記する。
【００１９】
図７は、ＣＯＳ法により、正・負極板耳部とストラップとポールあるいは接続部とが一体に溶接・接合された状態を示す極板群６の要部上面図で、３１は正極ストラップ、３２は負極ストラップ、４１は正極ポール、４２は負極接続部をそれぞれ示す。他の構成部材は図５と同じ番号を付記する。
【００２０】
図５、図６および図７に示すように、極板群６の上面にＵ字形熱防止部材８１を装着することによって、ＣＯＳ法により溶接・接合する場合に前記Ｕ字形熱防止部材８１が鋳型の輻射熱を遮るので、セパレータ５が白化したり炭化したりするのを防止できることが理解できる。
【００２１】
この場合、溶接・接合後、前記Ｕ字形熱防止部材８１を取り外してから極板群６を電槽に挿入しても良いし、Ｕ字形熱防止部材の材質が電解液である希硫酸に安定であれば装着したまま電槽に挿入してもよい。
(実施例２)
図８は、実施例２の櫛形熱防止部材８２を示す要部上面図（ａ）および要部正面図（ｂ）である。図８（ａ）に示す櫛形熱防止部材８２の櫛部は極板群の正・負極板の間隔と同じピッチを有している。また、図８（ｂ）に示すように、櫛形熱防止部材８２の一端の両側に突起８２１が設けてあり、両突起８２１の間隔Ｃが極板群の厚みの寸法より僅かに小さくしてある。また、前記櫛形熱防止部材８２の材質は、実施例１と同様、セラミックで形成されている。
【００２２】
図９は前記櫛形熱防止部材８２を負極耳部側から極板群６の上面に装着した状態を示す要部上面図で、櫛部の間隔が極板間隔のピッチに合わせてあるので、極板群６の上面に装着すれば櫛部がセパレータ上面を覆う形になる。また、上述したように、両突起８２１の間隔Ｃが極板群６の厚みより僅かに小さく設計されてあるので、櫛形熱防止部材８２を極板群６に装着すれば、極板群６の反発力により前記櫛形熱防止部材８２が固定される。したがって、ＣＯＳ法による溶接・接合時に極板群６を倒立しても櫛形熱防止部材８２が極板群６から外れることがなく、セパレータ５の上端部分が櫛形熱防止部材８２で被覆されるので、セパレータ５の白化あるいは炭化が防止できることが理解できる。
【００２３】
この場合も、溶接・接合後、櫛形熱防止部材８２を極板群６から取り外してから極板群６を電槽に挿入しても良いし、装着したまま電槽に挿入してもよい。
（実施例３）
図１０は実施例３の分割型櫛形熱防止部材を示す要部上面図(ａ)および要部正面図（ｂ）で、８３は正極板耳部側から装着する分割型櫛形熱防止部材Ｉ、８４は負極板耳部から装着する分割型櫛形熱防止部材IIで、いずれも実施例１および２と同様、セラミックで構成されている。８３１は、分割型櫛形熱防止部材８３の一端の両側に設けた突起部、８４１は分割型櫛形熱防止部材８４の一端の両側に設けた突起部をそれぞれ示す。図１０（ｂ）に示すように、前記突起８３１の間隔Ｄあるいは８４１の間隔Ｅが実施例２と同様、極板群６の厚みより僅かに小さくしてあるので同様の効果が得られる。また、両熱防止部材８３、８４を装着した場合にその先端部が重なり合うように設計されているので、セパレータが露出することはない。
【００２４】
図１１は、分割型櫛形熱防止部材８３および８４を極板群６に装着した状態を示す要部上面図で、他の構成部材は図９と同じ番号を付記する。
【００２５】
図１１からわかるように、櫛形熱防止部材８３は正極板耳部の間隔ピッチに、櫛形熱防止部材８４は負極板耳部の間隔ピッチにそれぞれ合わしてあるので、櫛部の幅を広く取ることが可能である。また、上述したように両分割型櫛形熱防止部材８３および８４の先端部が互いに少し重なるような設計がなされてあるので、極板群６の上面を略全面被覆することができ、実施例２より、熱防止効果が優れているのが理解できる。
【００２６】
前記分割型櫛形熱防止部材８３および８４もＣＯＳの終了後、取り外してもよいし，そのまま電槽に挿入してもよい。
（実施例４）
図１２は、請求項２に基づく実施例４を示す要部正面図で、構成部材は図１と同じ番号を付記する。
【００２７】
図１２に示すように、セパレータ５の上端部は極板高さの約７０％の位置に保持された状態でＣＯＳ法による溶接・接合がなされるので、セパレータ５が鋳型から距離的に離れており、鋳型の輻射熱を受け難く、セパレータが白化あるいは炭化を免れることが理解できる。尚、この例では約７０％の位置に設定されてあるが、必ずしもこれに限るものではなく、生産性や熱影響を考慮し、好適な挿入状態（不完全挿入状態）にすればよい。セパレータは正・負極間の短絡を防止するものであり、本発明においては、正・負極板が直接対向しないよう正・負極板間にセパレータが挿入された状態を完全挿入状態といい、セパレータの挿入が不十分で正・負極板の少なくとも一部が直接対向している状態を不完全挿入状態と称している。
【００２８】
次に、本発明の効果を具体的に示すために、常法により作製されたエキスパンド格子からなる正・負極板および微孔性のポリエチレンを主体としたセパレータとを組み合せてＪＩＳ  Ｄ  ５３０１に規定されている５５Ｄ２３型自動車用鉛蓄電池用極板群を作製した。
【００２９】
上記、極板群６を実施例３に示す分割型櫛形熱防止部材８３および８４を極板群６に装着して、ＣＯＳ法による溶接・接合を行った。一方、従来品は、櫛形熱防止部材を用いずに溶接・接合を行い、両者のセパレータ部における白化あるいは炭化の発生率の比較を行
った。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2005078969.tif 000003
【００３１】
表１に示すように、従来品では、溶接・接合後、セパレータ部分に白化あるいは炭化が約０．３％発生していたのに対して、実施例３に基づく方法で溶接・接合を行った場合、櫛形熱防止部材の効果で、セパレータに対する鋳型の輻射熱の影響がほとんどなく、白化あるいは炭化が発生せず、本発明の効果が確認できた。
【００３２】
次に、上記試験と同様の５５Ｄ２３型自動車用鉛蓄電池用極板群を作製し、その際、極板間に挿入されているセパレータの上端部の位置を極板高さの１０３％（従来法）、８５％、７０％、６５％、５０％および３５％の位置に保持した状態を形成した。これら極板群をＣＯＳ法により溶接・接合を行い、終了後のセパレータの白化あるいは炭化の状態調べた。その結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２に示すように、セパレータの上端部を極板高さの８５％の位置に保持した場合には、鋳型とセパレータとの距離が比較的近く、従来品よりは白化あるいは炭化の発生率は低かったがその効果が十分とは言えなかった。その位置を７０％にした本発明品では、セパレータに対する鋳型の輻射熱の影響が小さくなり、白化あるいは炭化は発生しなくなった。さらにセパレータの位置を低くすれば一層安全であるのはいうまでもないが、３５％の状態では、セパレータを極板間に保持するのが困難であった。したがって、５０％が限度といえる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のＣＯＳ法の一例を示す要部正面図。
【図２】極板群の一例を示す要部正面図。
【図３】極板群の一例を示す要部上面図。
【図４】実施例１を示す要部斜視図（ａ）および要部正面図（ｂ）。
【図５】実施例１の熱防止部材を極板群に装着した状態を示す要部上面図。
【図６】実施例１によりＣＯＳを行う状態を示す一部欠栽要部正面図。
【図７】実施例１により作製された極板群を示す要部上面図。
【図８】実施例２を示す要部上面図（ａ）および要部正面図（ｂ）。
【図９】実施例２の熱防止部材を極板群に装着した状態を示す要部上面図。
【図１０】実施例３を示す要部上面図（ａ）および要部正面図（ｂ）
【図１１】実施例３の熱防止部材を極板群に装着した状態を示す要部上面図。
【図１２】実施例４を示す要部正面図。
【符号の説明】
【００３６】
１１  正極板
１２  負極板
２１  正極板耳部
２２  負極板耳部
３１  正極ストラップ
３２  負極ストラップ
４１  正極ポール
４２  負極接続部
５  セパレータ
６  極板群
７  ＣＯＳ用鋳型
８１  Ｕ字形熱防止部材
８２  櫛形熱防止部材
８３  分割型櫛形熱防止部材I
８４  分割型櫛形熱防止部材II
９  溶融鉛
【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】
2005078969.tif 000013
【図１０】
2005078969.tif 000014
【図１１】
2005078969.tif 000015
【図１２】
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