(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下動可能な上型と下型にて構成される打ち抜きプレス金型を用いて、帯板状又はフープ状の電極板から複数の極板を連続的に打ち抜き加工する電池用極板の製造方法であって、前記上型はパンチと切断進行方向の前方側に剪断刃を内蔵し、前記下型は前記パンチが嵌入する打ち抜き孔を有するダイと切断進行方向の前方側に剪断刃を内蔵し、前記極板の長手方向に極板同士の対辺を互いに共通辺として隣接させて打ち抜き加工する際に、極板の隣接方向に沿う一方の対辺を辺Ａ、共通辺を辺Ｂとして、辺Ａ、Ｂがつくるコーナー部を面取り形状とし、かつ、前記打ち抜き孔の下部に打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる２段以上の階段状部を形成した下型を用いることを特徴とする電池用極板の製造方法。
【請求項２】
前記辺Ａに対する面取り辺の傾斜角度を５〜４５°としたことを特徴とする請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【請求項３】
前記辺Ａに対して傾斜した面取り辺とこの面取り辺の端と辺Ｂとの間の辺Ａと平行な辺とによって台形状の切除部を形成し、切除部の辺Ａに沿う長さをａ、辺Ｂに沿う長さをｂとして、ａ＞ｂとし、かつ辺Ａに対する面取り辺の傾斜角度を５〜８５°としたことを特徴とする請求項１記載の電池用極板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯板状又は大形の電極板を打ち抜き加工して得られる電池用極板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種機器の電源として使われるニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池などのアルカリ蓄電池においては、方形の極板を積層又は渦巻き状（スパイラル）に構成することにより高出力化と高信頼性を達成している。小型軽量化が進んで小型のものは各種ポータブル機器用に好適に適用され、また大型のものは産業用、各種移動用機器などに広く利用され始めている。
【０００３】
従来、これら電池の極板の製造方法としては、正極または負極の活物質を主成分としたペーストを集電体となるフープ状や帯状の基板上に塗着、または充填してフープ状や帯状の電極板を形成し、この電極板を所定寸法に打ち抜き加工して極板を得る方法が知られている。
【０００４】
具体例を図６を参照して説明すると、電極板２１にはハッチング表示した活物質の塗工部２２が、各極板２４のリード部２５となる非塗工部２３を間に介在させて複数列形成されており、その非塗工部２３にパンチ２６とダイにて打ち抜き部２７を加工するとともに塗工部２２を剪断刃にて切断線２８で切断することによって複数の極板２４を得ている。また、極板２４の形状としてはコーナー部の折れによる短絡を防止するために、塗工部２２のコーナー部２９を円弧形状に形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、極板２４のコーナー部２９を円弧状にした複数の極板２４を歩留り良く打ち抜き形成するために極板２４を互いに隣接させて打ち抜く場合、図６に示すように、円弧状のコーナー部２９、２９間に適当な間隔ｃを設けないと必要なパンチ強度が得られず強度不足のために欠け（チッピング）を生じ易く、また間隔ｃを形成する場合各極板２４の活物質量を確保するため、その間隔ｃは極板２４の側縁からコーナー部２９の端までの距離ｄに比して小さくせざるを得ず、そのため狭幅で長く延びる部分ができるためにパンチ強度を得るのが困難であるという問題がある。
【０００６】
このようにフープ状や帯板状の電極板２１から所要の形状・寸法の極板２４を打ち抜き加工する際には、切断カスとなる部分をできるだけ少なくして歩留りを良くすることが要求されるが、パンチの形状の観点からは強度不足による損傷を考慮して切断カスとなる部分を大きくしなければならないという問題がある。
【０００７】
また、ダイ３０側では、図７（ａ）に示すように、切断カスの詰まりを考慮して、打ち抜き穴３１をパンチ嵌入穴３１ａの下部に２〜３倍の幅の空洞部３１ｂを形成した構成としているが、ダイ３０の強度が不足するという問題がある。また、ダイ３０の強度を考慮して、図７（ｂ）に示すように、パンチ嵌入穴３１ａの下部にテーパ状の空洞部３１ｃを設けた構成としたものもあるが、切断カスが詰まり易く、ダイ３０への負荷が大きくなり、ダイ３０の寿命が短いという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高い歩留りを確保できるとともに金型の長寿命化を図れ、安定的な製造が可能となる電池用極板及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池用極板の製造方法は、上下動可能な上型と下型にて構成される打ち抜きプレス金型を用いて、帯板状又はフープ状の電極板から複数の極板を連続的に打ち抜き加工する電池用極板の製造方法であって、前記上型はパンチと切断進行方向の前方側に剪断刃を内蔵し、前記下型は前記パンチが嵌入する打ち抜き孔を有するダイと切断進行方向の前方側に剪断刃を内蔵し、極板の長手方向に極板同士の対辺を互いに共通辺として隣接させて打ち抜き加工する際に、極板の隣接方向に沿う一方の対辺を辺Ａ、共通辺を辺Ｂとして、辺Ａ、Ｂがつくるコーナー部を面取り形状とし、かつ、前記打ち抜き孔の下部に打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる２段以上の階段状部を形成した下型を用いたものであり、コーナー部を面取り形状としたので極板の角折れによる短絡を防止することができるとともに、極板を隣接させかつコーナー部間に間隔を設けずに打ち抜き加工できて歩留り良く製造でき、かつパンチに狭幅で長く延びる部分を設ける必要がなく、金型の長寿命化を図れ、安定的な製造が可能となり、さらに金型寿命の向上により極板１枚当たりの金型費が削減され、結果として低コストの電池用極板を得ることができる。加えて、ダイに段階的に孔寸法が大きくなる打ち抜き穴を形成したので、切断カスの詰まりを防止しながら打ち抜き穴の強度を確保することができ、高い歩留りを確保できるとともに金型の長寿命化を図れることができる。
【００１０】
また、Ａ辺に対する面取り辺の傾斜角度を５〜４５°とすると、パンチの強度をより安定的に確保できる。
【００１１】
また、面取り辺とこの面取り辺の端と辺Ｂとの間の辺Ａと平行な辺とによって台形状の切除部を形成し、この切除部の辺Ａに沿う長さをａ、辺Ｂに沿う長さをｂとして、ａ＞ｂとし、かつ辺Ａに対する面取り辺の傾斜角度を５〜８５°としても、同様にパンチの強度をより安定的に確保できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電池用極板とその製造方法の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１４】
極板製造ラインの概略構成を示す図１において、１はフープ状の電極板であり、この電極板１を順次送り出しながら、打ち抜きプレス２にて極板３を連続的に打ち抜き形成し、その極板３を順次移載するように構成されている。
【００１５】
打ち抜きプレス２は、図２に示すように、上下動可能な上型４と下型５にて構成され、上型４には切断カス６（図３参照）の打ち抜き形状に対応するパンチ２０（図５参照）と剪断刃７を内蔵し、下型５は打ち抜き形状のパンチが嵌入する打ち抜き穴９を有するダイ８と剪断刃１０を内蔵している。
【００１６】
電極板１から打ち抜き形成する極板３と切断カス６の形状を図３に示す。本実施形態では、幅１００ｍｍの電極板１から、長さ１００ｍｍ×幅４６ｍｍの極板３を、極板３、３間と両側にそれぞれ幅２ｍｍと３ｍｍの切断カス６を形成する状態で打ち抜き形成するもので、電極板１の長手方向には、極板３、３同士がその辺を共通にして互いに隣接し、切断カス６を形成せず、歩留り良く極板３を製造するようにしている。
【００１７】
さらに、互いに辺を共通にして隣接する極板３、３の隣接方向に沿う一方の対辺を辺Ａ、共通辺を辺Ｂとして、辺Ａ、Ｂがつくるコーナー部を面取り形状の面取りコーナー部１１としている。この面取りコーナー部１１の面取り辺Ｃの辺Ａに対する傾斜角θは、５〜４５°に設定している。
【００１８】
なお、図２、図３では極板３とパンチ及び切断カス６の形状が単純な例を示したが、図４に示すように、活物質の塗工部１４の一側部に設けた非塗工部をリード部１５として成る極板１３の場合には、塗工部１４側の一対のコーナー部は面取りコーナー部１６とし、リード部１５側の一対のコーナー部については必要に応じた所要の形状の切欠部１７をリード部１５の両端部に形成している。１８はリード部１５に形成した位置決め穴である。
【００１９】
面取りコーナー部１６においては、辺Ａに対して傾斜した面取り辺Ｃとこの面取り辺Ｃの端と辺Ｂとの間の辺Ａと平行な辺Ｄとによって台形状の切除部を形成し、その切除部の辺Ａに沿う長さをａ、辺Ｂに沿う長さをｂとして、ａ＞ｂとなるようにしている。この場合、面取り辺Ｃの辺Ａに対する傾斜角度θは５〜８５°に設定している。このような面取りコーナー部１６の構成においても、同様にパンチの強度をより安定的に確保できる。
【００２０】
また、下型５のダイ８の打ち抜き穴９には、図５に示すように、パンチ嵌入穴９ａの下部に打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる２段以上の階段状部１９を形成し、切断カス６の詰まりを防止しつつ、打ち抜き穴９の強度を確保するようにしている。なお、図５中、２０は上型４のパンチである。
【００２１】
以上の構成によれば、極板３、１３のコーナー部に面取りコーナー部１１、１６を設けているので、極板３、１３の角折れによる短絡を防止することができる。また、極板３、１３を隣接させて打ち抜き加工しているので、極板３、１３を電極板１から歩留り良く製造できる。
【００２２】
また、面取りコーナー部１１、１６としたことにより、極板３、１３のコーナー部間に間隔を設けずに打ち抜き加工でき、極板３、１３の活物質量の低減を抑制しつつ、パンチに狭幅で長く延びる部分を設ける必要がないために、上型４のパンチの長寿命化を図れる。特に、辺Ａに対する面取りコーナー部１１の面取り辺Ｃの傾斜角度θを５〜４５°とし、または図４の面取りコーナー部１６で、ａ＞ｂとし、辺Ａに対する面取り辺Ｃの傾斜角度θを５〜８５°とすることにより、パンチの強度をより安定的に確保できる。
【００２３】
また、ダイ８の打ち抜き孔９に打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる２段以上の階段状部１９を形成しているので、ダイ８に切断カス６の詰まりを防止しながら打ち抜き穴９の強度を確保することができる。
【００２４】
実験例として、上述の図３の如く極板３を連続で打ち抜く、送り打ち抜き型の金型で極板３を作製する具体例において、従来例のように円弧状コーナー部（Ｒ形状）にしたものと、辺Ａに対する面取り辺Ｃの傾斜角を４°、５°、４５°、８５°、８６°にしたものについて、それぞれに対応する金型を用いて極板３を作製し、それぞれについて金型が損傷するまでの打ち抜き可能回数を目視により判定した。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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表１より、極板３のコーナー部を面取りコーナー部とすることにより、従来の円弧状コーナー部に対して傾斜角度が５〜４５°で飛躍的に向上したことが分かる。
【００２６】
以上のように、本実施形態の極板３、１３によれば、高い歩留りを確保しながら金型の長寿命化を図れて安定的な製造が可能となり、金型寿命の向上により極板１枚当たりの金型費が削減され、結果として低コストの電池用極板を得ることができる。
【００２７】
なお、以上の説明では、ニッケル水素蓄電池用の極板を例に説明したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、打ち抜き加工される極板であれば、同様に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の電池用極板の製造方法によれば、極板の長手方向に極板同士の対辺を互いに共通辺として隣接させて打ち抜き加工する際に、極板の隣接方向に沿う一方の対辺を辺Ａ、共通辺を辺Ｂとして、辺Ａ、Ｂがつくるコーナー部を面取り形状とし、かつ打ち抜き方向に段階的に孔寸法が大きくなる２段以上の階段状部を形成した打ち抜き孔を有するダイを用いるので、上記作用効果を奏するとともに、切断カスの詰まりを防止しながら打ち抜き穴の強度を確保することができ、金型の長寿命化を図れることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池用極板の一実施形態における極板の製造ラインの概略構成図である。
【図２】同製造ラインの打ち抜きプレスの概略構成を示す斜視図である。
【図３】同実施形態における電極板からの極板と切断カスの打ち抜き状態の説明図である。
【図４】同実施形態における他の構成例の極板を示す平面図及び一部拡大図である。
【図５】同実施形態における打ち抜きプレスのパンチとダイの部分縦断面図である。
【図６】従来例の電極板から極板と切断カスを打ち抜く状態の説明図である。
【図７】従来例における打ち抜きプレスのパンチとダイの部分縦断面図である。
【符号の説明】
１  電極板
２  打ち抜きプレス
３、１３  極板
６  切断カス
８  ダイ
９  打ち抜き穴
１１、１６  面取りコーナー部
１９  階段状部
２０  パンチ
Ａ  極板の隣接方向に沿う辺
Ｂ  共通辺
Ｃ  面取り辺
【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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