(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板の周縁部に、この円板の回転軸を中心とする所定半径の基準円周面からさらに外周方向に向けて山形に突出した周側面が形成された山部と、この基準円周面にほぼ沿った面からなる周側面が形成された谷部とが円周方向に交互に全周にわたって形成されると共に、各谷部ごとに、山部を介して隣り合う両側の谷部で表裏逆となる片方の円板面の周縁部に、当該谷部の周側面に開口する凹溝が形成された円板カッタを、間隔を開けて同軸上に複数枚並べて円板カッタロールとし、この円板カッタロ−ルを２本以上対向させて配置した間に金属シートを通すことにより、この金属シートに千鳥状のスリットを多数形成するロータリ式エキスパンダを用いた電池極板用格子体の製造装置において、
対向する円板カッタロールによる切断面が、搬送面上を搬送される金属シートのシート厚の中間部分に一致するように設定可能であり、これらの円板カッタロールにおける最も外側に円板カッタを配置したものに対向する円板カッタロールに、当該最も外側の円板カッタよりもさらに外側に円板状の最端円板カッタを配置し、この最端円板カッタにおける谷部のうちで、金属シートを介して対向する他の円板カッタロールの円板カッタの谷部がこの最端円板カッタ側を向く円板面に凹溝を形成したものとなる場合のものに、基準円周面よりも軸の中心寄りに金属シートのシート厚の３０％以上７０％以下窪んだ周側面が形成されたことを特徴とする電池極板用格子体の製造装置。
【請求項２】
前記最端円板カッタにおける谷部のうちで、金属シートを介して対向する他の円板カッタロールの円板カッタの谷部がこの最端円板カッタ側を向く円板面に凹溝を形成したものとなる場合のものの周側面に、内側ほど軸の中心寄りとなる傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電池極板用格子体の製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製造装置によって製造された電池極板用格子体。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の製造装置によって電池極板用格子体を製造することを特徴とする電池極板用格子体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリ式エキスパンダによって製造される電池極板用格子体及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池の極板は、鉛又は鉛合金からなる格子体のマス目に活物質を充填したものである。この格子体は、鉛又は鉛合金の鋳造等によって直接格子状に作製する他に、鉛又は鉛合金からなる鉛シートにエキスパンダによってマス目を形成して作製する場合がある。そして、このエキスパンダには、ダイスカッタの上下動作によって鉛シートに両端部から順に各マス目を形成するレシプロ方式と、円板カッタの回転によって鉛シートに千鳥状のスリットを形成し、この鉛シートを両側から引き広げることによりスリットをマス目に展開するロータリ方式とがある。
【０００３】
上記ロータリ方式のエキスパンダ（ロータリ式エキスパンダ）で用いる円板カッタ１は、図８に示すように、金属製の円板の周縁部に、周方向の長さが比較的長い山部１ａと比較的短い谷部１ｂとをこの周方向に沿って交互に多数配置したものである。各山部１ａには、円板カッタ１の軸心を中心として所定半径の基準円周面からさらに外周方向に向けて山形に突出した周側面が形成されている。なお、図８の楕円形の拡大図の中では、この基準円周面を平面に展開して示している。各谷部１ｂは、この基準円周面からなる周側面が形成されている。また、これらの各谷部１ｂには、山部１ａを介して隣り合う両側の谷部１ｂとは表裏逆の円板面の周縁部に、当該谷部１ｂの周側面に開口する凹溝１ｃが形成されている。即ち、円板カッタ１の表裏双方の円板面には、それぞれ１つおきの谷部１ｂに凹溝１ｃが形成されていて、一方の円板面に凹溝１ｃが形成された谷部１ｂと他方の円板面に凹溝１ｃが形成された谷部１ｂとが円周上に交互に並んで配置されるようになっている。これらの凹溝１ｃは、谷部１ｂの周長とほぼ同じ幅を有すると共に、円板カッタ１の板厚のほぼ半分の深さを有する円板カッタ１の円板面に形成された溝であり、一端はこの谷部１ｂの周側面に開口すると共に、他端は円板カッタ１の軸心側に向けてある程度の長さにわたって形成されている。
【０００４】
上記円板カッタ１は、多数枚をそれぞれこの円板カッタ１の厚さとほぼ同じ間隔ずつ離して共通の回転軸上に並べて固定することにより円板カッタロール２を形成する。そして、図９に示すように、こような円板カッタロール２を２本上下に配置して、これらの間に鉛シート３を通すことにより千鳥状のスリット３ａを多数形成する。この際、図１０（ａ）（ｃ）に示すように、上下の円板カッタ１は、谷部１ｂ同士がわずかに重なり合うような高さ位置に配置されると共に、下方の各円板カッタ１の間に上方の各円板カッタ１が挟まるように、軸方向に半ピッチだけずらして配置される。また、図１０（ａ）に示すように、下方の円板カッタ１における一方の側（図では右側）の円板面に凹溝１ｃが形成された谷部１ｂが上端に達したときに、上方の円板カッタ１における他方の側（図では左側）の円板面に凹溝１ｃが形成された谷部１ｂが下端に達するように、回転方向の位相も調整される。従って、図１０（ｂ）に示すように、下方の円板カッタ１の山部１ａが上端に達したときには、上方の円板カッタ１も山部１ａが下端に達するようになり、図１０（ｃ）に示すように、下方の円板カッタ１における他方の側（図では左側）の円板面に凹溝１ｃが形成された谷部１ｂが下端に達したときに、上方の円板カッタ１における一方の側（図では右側）の円板面に凹溝１ｃが形成された谷部１ｂが下端に達するようになる。
【０００５】
上記下方の円板カッタロール２の軸方向の両端には、最端円板カッタ４がそれぞれ配置されている。この最端円板カッタ４は、図１１及び図１２に示すように、周縁部に山部４ａと谷部４ｂとが交互に配置されている。そして、谷部４ｂとこの谷部４ｂに形成される凹溝４ｃの構成は、通常の円板カッタ１の谷部１ｂや凹溝１ｃと全く同じであるが、山部４ａには、基準円周面からなる周側面が形成されている。即ち、この最端円板カッタ４は、山部４ａが外周方向に向けて山形に突出するようなことはなく、谷部４ｂも、この山部４ａに比べて相対的に窪んだ形状とはならない。このような最端円板カッタ４は、上方の円板カッタロール２の両端にある通常の円板カッタ１よりもさらに外側に隣接するように、下方の円板カッタロール２の両端に並べて配置される。
【０００６】
上記構成の円板カッタロール２の間に鉛シート３を通すと、図１０（ｂ）及び図９に示すように、上下の円板カッタ１の山部１ａが重なり合うことによって鉛シート３が切断されスリット３ａが形成されると共に、この鉛シート３の幅方向に隣接する別のスリット３ａとの間に形成される細長い桟３ｂが上下の山部１ａに押されて交互に鉛シート３のシート面から上下方向に山形に突出する。また、上下の円板カッタ１の谷部１ｂでは、図１０（ａ）（ｃ）及び図９に示すように、凹溝１ｃ同士が背中合わせになった隣接部分では、これらの谷部１ｂの周側面同士がわずかに重なり合うことにより鉛シート３が切断されてスリット３ａが連続的に形成されるが、凹溝１ｃ同士が向かい合わせになった隣接部分では、これらの凹溝１ｃによって谷部１ｂの周側面同士が重なり合わずに鉛シート３が切断されないので、スリット３ａが途切れて結節部３ｃが形成されることになる。従って、鉛シート３に形成されるスリット３ａは、山部１ａに押された山形の桟３ｂの２山分のものが、結節部３ｃで途中途切れながら移送方向に連続的に形成される。また、鉛シート３上で幅方向に隣接するスリット３ａは、この結節部３ｃが半ピッチずれた位置で形成されるので、これらのスリット３ａは、図９の円内に平面図で示すように千鳥状となる。
【０００７】
上記円板カッタロール２の両端では、図１０（ｂ）に示すように、下方の円板カッタロール２における最端円板カッタ４の山部４ａと、上方の円板カッタロール２における両端の円板カッタ１の山部１ａとが重なり合うことによって、これらの間の鉛シート３が切断されてスリット３ａが形成され、桟３ｂが下方に山形に突出する。また、図１０（ａ）（ｃ）に示すように、下方の両端の最端円板カッタ４の谷部４ｂと、上方の両端の円板カッタ１の谷部１ｂとにおける凹溝１ｃと凹溝４ｃとが背中合わせになった隣接部分（図１０（ａ）では右端、図１０（ｃ）では左端）でも、谷部１ｂ，４ｂがわずかに重なり合うことによって鉛シート３が切断されてスリット３ａが連続的に形成される。しかしながら、下方の両端の最端円板カッタ４の谷部４ｂと、上方の両端の円板カッタ１の谷部１ｂとにおける凹溝１ｃと凹溝４ｃとが対向面側に形成されて向かい合わせになった隣接部分（図１０（ａ）では左端、図１０（ｃ）では右端）では、これらの凹溝１ｃ，４ｃによって谷部１ｂ，４ｂの周側面同士が重なり合わずに鉛シート３が切断されないので、結節部３ｃと同様の最端結節部３ｄが形成される。ただし、この最端結節部３ｄは、外側の端にスリット３ａが形成されないので、鉛シート３の幅方向の両端部に形成される額縁部３ｅにそのまま繋がることになる。
【０００８】
上記のようにして多数のスリット３ａが形成された鉛シート３は、ロータリ式エキスパンダの後工程において幅方向の両側に引き広げられることにより、図１３に示すように、これらのスリット３ａをマス目状に展開されて、各結節部３ｃや最端結節部３ｄの間が斜め方向に引き出された４本の桟３ｂによって繋がった格子状の格子体が形成される。なお、実際には、展開時に桟３ｂに引っ張られて各結節部３ｃがねじれ方向に傾くことになるが、図１３では、このようなねじれを省略して模式的に示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記鉛シート３の結節部３ｃや最端結節部３ｄは、図１０（ａ）（ｃ）に示すように、幅方向の両側を凹溝１ｃが向かい合わせになった上下の円板カッタ１や最端円板カッタ４の谷部１ｂ，４ｂによって上下逆方向に押圧されるので、この幅方向の両側で鉛シート３の厚さ分以上に上下方向に大きく変形すると共に、この最端結節部３ｄの鉛シート３が変形に伴って延ばされ薄くなる。そして、このような鉛シート３を幅方向の両側に引き広げると、上下方向に変形し薄くなった結節部３ｃや最端結節部３ｄから引き出された桟３ｂが横方向に引っ張られて斜めに折れ曲がることにより展開が行われるので、この結節部３ｃや最端結節部３ｄに応力が集中して腐食や発熱により桟３ｂとの間に断線を起こす可能性が高くなる。しかも、極板の集電を行う格子体の耳部が形成される鉛シート３の額縁部３ｅに繋がる最端結節部３ｄでこのような桟３ｂの断線が発生すると、それよりも幅方向に他方側の極板部分が他の迂回経路を介して耳部と繋がることになるので、電流が極めて流れ難くなり、その部分の活物質が有効に利用されなくなったり、迂回経路上の電流が増加して発熱を起こす等の不都合が極めて大きくなる。なお、最端結節部３ｄ以外の結節部３ｃでも、桟３ｂの断線が発生すると、同様にその結節部３ｃより他方側の極板部分の電流が流れ難くなるが、耳部が形成される額縁部３ｅから遠い結節部３ｃほどこの影響は極端に小さくなる。
【００１０】
このため、従来は、鉛シート３の額縁部３ｅに繋がる最端結節部３ｄが他の結節部３ｃと同様に桟３ｂの断線を生じ易かったために、この最端結節部３ｄでの断線によって容量が大幅に低下する電池が多くなるという問題が生じていた。
【００１１】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、最端円板カッタの谷部の周側面を中心寄りに窪ませることにより、最端結節部の変形が小さくなり桟の断線が生じ難い電池極板用格子体及びその製造装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、円板の周縁部に、この円板の回転軸を中心とする所定半径の基準円周面からさらに外周方向に向けて山形に突出した周側面が形成された山部と、この基準円周面にほぼ沿った面からなる周側面が形成された谷部とが円周方向に交互に全周にわたって形成されると共に、各谷部ごとに、山部を介して隣り合う両側の谷部で表裏逆となる片方の円板面の周縁部に、当該谷部の周側面に開口する凹溝が形成された円板カッタを、間隔を開けて同軸上に複数枚並べて円板カッタロールとし、この円板カッタロ−ルを２本以上対向させて配置した間に金属シートを通すことにより、この金属シートに千鳥状のスリットを多数形成するロータリ式エキスパンダを用いた電池極板用格子体の製造装置において、対向する円板カッタロールによる切断面が、搬送面上を搬送される金属シートのシート厚の中間部分に一致するように設定可能であり、これらの円板カッタロールにおける最も外側に円板カッタを配置したものに対向する円板カッタロールに、当該最も外側の円板カッタよりもさらに外側に円板状の最端円板カッタを配置し、この最端円板カッタにおける谷部（最端円板カッタの場合、同じ円板カッタロールに配置された円板カッタの各谷部に対応する周縁部を「谷部」という）のうちで、金属シートを介して対向する他の円板カッタロールの円板カッタの谷部がこの最端円板カッタ側を向く円板面に凹溝を形成したものとなる場合のもの（以下「最端結節部形成谷部」という）に、基準円周面よりも軸の中心寄りに金属シートのシート厚の３０％以上７０％以下窪んだ周側面が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
通常の結節部は、金属シートを介して対向する円板カッタロールの双方の円板カッタの谷部の周側面が、これらの円板カッタロールの軸間の中央の切断面を超えるまで両側からそれぞれ押圧するので、この金属シートのシート厚以上の変形が発生することになる。しかしながら、請求項１の発明によれば、最端円板カッタの最端結節部形成谷部の周側面が基準円周面よりも窪んでいるので、金属シートを介して対向する円板カッタの谷部の周側面が最端結節部の端部側を切断面を超えて押圧しても、この最端円板カッタの最端結節部形成谷部の周側面は、最端結節部の基部側を切断面の手前までしか押圧しないようになる。このため、最端結節部の変形が小さくなるので、ここから引き出される桟が断線し易くなるのを確実に防止することができる。
【００１４】
上記最端結節部形成谷部の周側面は、金属シートのシート厚の３０％以上７０％以下だけ、所定半径の円周面よりも中心寄りに窪んだものである。例えば最端結節部形成谷部の周側面をシート厚の２０％だけ窪ませると、最端結節部の変形はシート厚の８０％を超えたものとなり、従来と大きな差を生じさせることができない。また、最端結節部形成谷部の周側面をシート厚の８０％まで窪ませると、最端結節部の変形はシート厚の２０％を超えた程度に納めることができるが、最端円板カッタの最端結節部形成谷部以外の谷部では、円板カッタロールの間の切断面を超えるまで金属シートを押圧してスリットを形成し、通常は山部（最端円板カッタの場合、同じ円板カッタロールに配置された円板カッタの各山部に対応する周縁部を「山部」という）でも同様となるので、これらの部分と最端結節部形成谷部との間にシート厚の８０％程度の段差が生じることになる。これに対して、最端結節部形成谷部の周側面の窪みをシート厚の５０％前後の大きさにすれば、最端結節部の変形もその周囲の金属シートとの段差も５０％前後の最適な大きさにすることができるので、シート厚の３０％以上７０％以下の窪みとしている。
【００１５】
なお、上記最端円板カッタの各谷部には、必ずしも凹溝を形成する必要はない。即ち、最端円板カッタの最端結節部形成谷部以外の各谷部の凹溝は、この最端円板カッタの外側を向く円板面に形成されるものであるため、反対側の外側端に配置する最端円板カッタと部品を共通化する場合を除けば、設ける必要は全くない。これに対して、最端円板カッタの各最端結節部形成谷部の凹溝は、この最端円板カッタの内側を向く円板面に形成されるものであり、金属シートを介して対向する円板カッタの谷部の凹溝との間で最端結節部を形成するスペースが必要となるので、通常は設けることが好ましい。しかし、請求項１の発明の場合、最端結節部形成谷部は周側面が窪んでいるので、この窪みを十分に大きくすれば、対向する円板カッタの谷部の凹溝との間に十分なスペースを確保することができ、最端結節部に無理な変形を加えることにはならないため、必ずしも凹溝を設けなくても済むようになる。
【００１６】
また、上記最端円板カッタにおける最端結節部形成谷部を除いた各谷部及び／又は各山部の周側面には、外側ほど中心寄りとなる傾斜面が形成されていることが好ましい。最端円板カッタの最端結節部形成谷部以外の谷部では、円板カッタロールの間の切断面を超えるまで金属シートを押圧してスリットが形成され、通常は山部でも同様となるので、周側面が窪んだ最端結節部形成谷部との間に段差が生じ、金属シートの額縁部に段状のうねりが生じることがある。しかしながら、最端結節部形成谷部以外の谷部や山部の周側面が傾斜面になっていれば、金属シートの額縁部を緩やかに撓ませることができる。
【００１７】
また、上記最端円板カッタの各山部には、基準円周面の周側面又はこの基準円周面よりも中心寄りの周側面が形成されることが好ましい。最端円板カッタの山部の周側面が円板カッタと同様に山形に突出していると、その外側にはスリットを形成しないので、金属シートの額縁部の縁を不必要に上下に押圧して変形させることになる。また、通常の円板カッタの山部の山形に突出した周側面は、円板カッタロールの間の切断面を大きく超えて金属シートを押圧するので、これに対向する最端円板カッタの山部の周側面は、切断面を超えていなくても、ほとんどの場合にこの金属シートを切断することができる。そこで、この最端円板カッタの山部の周側面は、基準円周面に形成すればよく、例えば最端結節部形成谷部の周側面と同じ程度に中心寄りとなる周側面を形成すれば、金属シートの額縁部の縁に大きなうねりが生じるのを防ぐこともできる。
【００１８】
請求項２の電池極板用格子体の製造装置は、前記最端結節部形成谷部の周側面に、内側ほど軸の中心寄りとなる傾斜面が形成されたことを特徴とする。
【００１９】
最端結節部形成谷部に凹溝が形成されていない場合、周側面が基準円周面よりもわずかに窪んだ程度であると、金属シートを介して対向する円板カッタの谷部の凹溝内のスペースだけで最端結節部が変形されることになるので、変形量が大きいときにこの変形が急激になりすぎるおそれがある。しかし、請求項２の発明によれば、最端結節部形成谷部の周側面に傾斜面が形成されるので、最端結節部をこの傾斜面に沿って緩やかに変形させることができるようになる。また、最端結節部形成谷部に凹溝が形成されている場合であっても、周側面に傾斜面があれば、最端結節部の変形をさらに緩やかにすることができる。
【００２０】
請求項３の電池極板用格子体は、請求項１又は２に記載の製造装置によって製造されたことを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明によれば、最端結節部から引き出される桟が断線し難い電池極板用格子体となる。
請求項４の電池極板用格子体の製造方法は、請求項１又は２に記載の製造装置によって電池極板用格子体を製造することを特徴とする。
請求項４の発明によれば、最端結節部から引き出される桟が断線し難い電池極板用格子体を製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１〜図７は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は上下の円板カッタロールの円板カッタによって鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図、図２は最端円板カッタの構成を示す側面図、図３は最端円板カッタの構成を示す部分拡大斜視図、図４は鉛シートに形成されたスリットを展開した格子体における最端結節部付近を示す部分拡大斜視図、図５は山部の周側面に傾斜面を形成した最端円板カッタを用いて鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図、図６は谷部の周側面を円周面とした最端円板カッタを用いて鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図、図７は山部の周側面を窪ませた最端円板カッタを用いて鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図である。なお、図８〜図１３に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００２４】
本実施形態は、従来例と同様に、鉛蓄電池の極板に用いる格子体を製造するためのロータリ式エキスパンダについて説明する。このロータリ式エキスパンダは、図９に示したように、上下の円板カッタロール２の間に鉛シート３を通すことにより、この鉛シート３に千鳥状のスリット３ａを形成する。上方の円板カッタロール２は、従来例と同じ構成である。また、下方の円板カッタロール２も、多数の円板カッタ１の両端に最端円板カッタ４を並べた構成は従来例と同じであるが、これらの最端円板カッタ４の構成が従来例とは異なる。
【００２５】
本実施形態の最端円板カッタ４も、図２及び図３に示すように、周縁部に山部４ａと谷部４ｂとが交互に配置されていることは、従来例と同じである。ただし、最端円板カッタ４における山部４ａと谷部４ｂは、同じ円板カッタロール２に配置された円板カッタ１の各山部１ａや谷部１ｂに対応する周縁部を示し、必ずしも形状が山状とや谷状とはならない。即ち、山部４ａには、最端円板カッタ４の軸心を中心とした所定半径の基準円周面からなる周側面が形成されていて、谷部４ｂも、これら山部４ａの間の凹状の部分とはならない。また、この谷部４ｂには、従来例のような凹溝４ｃは形成されず、交互に配置された一方の谷部４ｂ（最端結節部形成谷部）には、基準円周面よりも中心寄りに窪んだ周側面であって内側に傾斜した内側傾斜面４ｄが形成されると共に、他方の谷部４ｂには、外側に傾斜した外側傾斜面４ｅが形成されている。即ち、この一方の谷部４ｂの周側面は、最端円板カッタ４の外側円板面（図２の背面、図３の右手前面）に接する部分が、この最端円板カッタ４の軸心を中心として基準円周面の所定半径よりも鉛シート３のシート厚の５０％分だけ半径の小さい円周面に一致し、これよりも最端円板カッタ４の内側円板面（図２の正面、図３の左背後面）に近付くほど半径が小さくなるテーパ面の一部からなる内側傾斜面４ｄを形成している。従って、この一方の谷部４ｂは、両側に隣接する基準円周面からなる周側面を形成した山部４ａよりも一段窪んだ中心寄りの周側面が形成されると共に、この周側面は、最端円板カッタ４の内側の円板面に向けてより中心寄りに傾斜した内側傾斜面４ｄからなることになる。ただし、この内側傾斜面４ｄは、必ずしもテーパ面の一部である必要はなく、山部４ａの周側面より窪み内側に傾斜した面であれば、加工の都合等によって平面やその他の曲面であってもよい。
【００２６】
上記最端円板カッタ４における他方の谷部４ｂ（最端結節部形成谷部以外の谷部）は、最端円板カッタ４の内側円板面に接する部分が所定半径の基準円周面に一致し、これよりも最端円板カッタ４の外側円板面に近付くほど所定半径よりも半径が小さくなるテーパ面の一部からなる外側傾斜面４ｅを形成している。従って、この他方の谷部４ｂは、両側に隣接する基準円周面からなる周側面を形成した山部４ａと最外径は同じであるが、外側円板面側に斜め方向の切り欠きを設けることにより外側傾斜面４ｅを形成した形状となる。ただし、この外側傾斜面４ｅも、必ずしもテーパ面の一部である必要はなく、外側円板面に近付くほど所定半径の周側面よりも中心寄りに傾斜した面であれば、加工の都合等によって平面やその他の曲面であってもよい。
【００２７】
上記構成の最端円板カッタ４は、上方の円板カッタロール２の両端にある通常の円板カッタ１よりもさらに外側に隣接するように、下方の円板カッタロール２の両端に並べて配置される。また、これらの最端円板カッタ４の最端結節部形成谷部となる谷部４ｂは、上端において鉛シート３を介して対向する上方の円板カッタロール２の円板カッタ１の谷部１ｂが対向面側に凹溝１ｃを形成したものとなるように回転方向の位相が調整される。鉛シート３は、これら上下の円板カッタロール２の間を搬送されて通過する。この際、従来は、上下の円板カッタロール２の間の切断面Ｓに一致する搬送面上に鉛シート３を乗せて搬送していたが、本実施形態では、この搬送面を切断面Ｓよりも鉛シート３のシート厚の５０％分だけ低くした。即ち、従来は、上下の円板カッタロール２の切断面Ｓが、鉛シート３の搬送面、つまりこの鉛シート３の下面に一致するように設定されていたが、本実施形態では、上下の円板カッタロール２の切断面Ｓが、搬送面上を搬送される鉛シート３のシート厚の中間部分に一致するように設定される。なお、切断面Ｓは、上下の円板カッタロール２の軸心からの距離が等しくなる平面をいい、上下の円板カッタ１の谷部１ｂの周側面を構成する基準円周面の所定半径は、この軸心から切断面Ｓまでの距離よりもわずかに大きい径となる。従って、上方の円板カッタ１の谷部１ｂの周側面は、下端部にあるときに、この切断面Ｓをわずかに超えて下方に達するようになり、下方の円板カッタ１の谷部１ｂの周側面と、最端円板カッタ４の山部４ａの周側面と、この最端円板カッタ４の最端結節部形成谷部以外の谷部４ｂの周側面の最外周端は、この切断面Ｓをわずかに超えて上方に達するようになる。
【００２８】
上記上下の円板カッタロール２の間に鉛シート３を通すと、上下の円板カッタ１の谷部１ｂ同士が切断面Ｓで重なり合う場合には、図１（ａ）（ｃ）に示すように、隣接する上下の円板カッタ１において凹溝１ｃが背中合わせになる部分で鉛シート３が切断されてスリット３ａが形成され、凹溝１ｃ同士が向かい合う部分では鉛シート３が切断されずに結節部３ｃが形成される。また、最端円板カッタ４の谷部４ｂが最端結節部形成谷部である場合、即ち、隣接する上方の円板カッタ１の凹溝１ｃと向かい合わせになる場合（図１（ａ）では左端、図１（ｃ）では右端）には、鉛シート３の額縁部３ｅに繋がった最端結節部３ｄが形成される。最端結節部３ｄは、鉛シート３の幅方向の一方（図１（ａ）では左方向、図１（ｃ）では右方向）が額縁部３ｅにそのまま繋がると共に、他方端は上方の円板カッタロール２における最も端の円板カッタ１の谷部１ｂと、下方の円板カッタロール２における最端円板カッタ４を除いた最も端の円板カッタ１の谷部１ｂとによって切断された部分であり、この他方端部が上方の円板カッタ１の谷部１ｂによってほぼ切断面Ｓまで押圧されるので、搬送面上を搬送される鉛シート３は、この最端結節部３ｄの他方端部がシート厚の５０％分だけ下方に押し下げられて変形する。これに対して通常の結節部３ｃは、従来と同様に一方端部と他方端部が上下方向からそれぞれ同じ切断面Ｓを超えるまで押圧されるので、シート厚の１００％分以上の上下方向の変形が生じる。しかも、この最端結節部３ｄは、最端円板カッタ４の谷部４ｂ上の部分が内側傾斜面４ｄに沿って搬送面から緩やかに折れ曲がるので、他方端部の変形はさらに緩やかなものになる。
【００２９】
さらに、最端円板カッタ４の谷部４ｂが最端結節部形成谷部ではない場合、即ち、隣接する上方の円板カッタ１の谷部１ｂが凹溝１ｃの背中側で対向する場合（図１（ａ）では右端、図１（ｃ）では左端）には、上方の円板カッタロール２における最も端の円板カッタ１の谷部１ｂとの間で鉛シート３の額縁部３ｅの端が切断されてスリット３ａが形成される。しかも、この額縁部３ｅの端部は、最端円板カッタ４の谷部４ｂ上の部分が外側傾斜面４ｅに沿って搬送面から緩やかに折れ曲がるようになっている。
【００３０】
上下の円板カッタ１の山部１ａ同士が重なり合う場合には、図１（ｂ）に示すように、隣接する上下の円板カッタ１の間で鉛シート３が切断されてスリット３ａが形成されると共に、これらの円板カッタ１の山部１ａによってスリット３ａ間の桟３ｂが上下方向に押圧される。即ち、桟３ｂは、従来と同様に、鉛シート３の搬送方向に沿って上下方向の山形に押圧されることになる。また、最端円板カッタ４の山部４ａ上の鉛シート３は、内側で隣接する上方の円板カッタ１との間で切断されて額縁部３ｅの端部になると共に、この山部４ａによって切断面Ｓまでシート厚の５０％分押し上げられる。
【００３１】
上記のようにして多数のスリット３ａが形成された鉛シート３は、ロータリ式エキスパンダの後工程において幅方向の両側に引き広げられることにより、図４に示すように、これらのスリット３ａをマス目状に展開されて、各結節部３ｃや最端結節部３ｄの間が斜め方向に引き出された４本の桟３ｂによって繋がった格子状の格子体が形成される。なお、図４でも、図１３と同様に、結節部３ｃや桟３ｂのねじれを省略して模式的に示している。
【００３２】
上記構成によれば、鉛シート３における最端結節部３ｄの上下方向の変形がシート厚の半分程度のものとなるため、この最端結節部３ｄへの応力の集中が緩和され、展開によって桟３ｂが斜め方向に引っ張られた後も、この最端結節部３ｄで腐食や発熱が発生し難くなり、通常の結節部３ｃに比べて桟３ｂが断線するようなことがほとんどなくなる。従って、鉛シート３の額縁部３ｅに最も近い桟３ｂが断線し難くなるので、鉛蓄電池の容量が大幅に低下するのを確実に防止できるようになる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、最端結節部形成谷部となる谷部１ｂの最外径が、所定半径よりも鉛シート３のシート厚の５０％分だけ小さくなるような径に形成される場合を示したが、この最外径が所定半径よりも小さければ、必ずしもシート厚の５０％分である必要はない。ただし、この最外径が所定半径よりも小さくなる割合が減少するに従って、最端結節部３ｄの上下方向の変形量が増加する。また、逆にこの最外径が所定半径よりも小さくなる割合が増加すると、最端結節部形成谷部以外の谷部１ｂで鉛シート３を切断する位置との間の上下方向の高さ位置の差が大きくなりすぎる。しかも、この最外径が所定半径よりもシート厚の１００％分以上に小さくなると、最端結節部形成谷部となる谷部１ｂの周側面で鉛シート３の最端結節部３ｄを支持することができなくなる。従って、この最端結節部形成谷部となる谷部１ｂの最外径は、鉛シート３のシート厚の３０％以上７０％以下の範囲内で所定半径よりも小さくすることが好ましい。
【００３４】
また、上記実施形態では、最端円板カッタ４の山部４ａの周側面を基準円周面とした場合について示したが、図５に示すように、この山部４ａの周側面を最端結節部形成谷部以外の谷部４ｂの外側傾斜面４ｅと同様の傾斜面とすることもできる。そして、この場合は、最端円板カッタ４の山部４ａと最端結節部形成谷部以外の谷部４ｂの周側面が連続した同じ傾斜面となり、最端結節部形成谷部となる谷部４ｂの周側面にのみ逆方向に傾斜した内側傾斜面４ｄが形成されることになる。
【００３５】
また、上記実施形態では、最端円板カッタ４の谷部４ｂの周側面に内側傾斜面４ｄと外側傾斜面４ｅを形成する場合について示したが、図６に示すように、これらの谷部４ｂの周側面を共に円周面とすることもできる。図６では、最端結節部形成谷部となる谷部４ｂ（図６の左端）の周側面を所定半径よりもシート厚の１００％分だけ小さい半径の円周面とし、最端結節部形成谷部以外の谷部４ｂ（図６の右端）の周側面を所定半径の基準円周面としている。最端結節部形成谷部となる谷部４ｂの周側面は、例えば基準円周面の所定半径よりもシート厚の５０％分だけ小さい円周面としてもよいが、その場合には、本実施形態のような内側傾斜面４ｄを形成したときに比べ、最端結節部３ｄが狭い範囲で急に変形することになる。即ち、最端結節部３ｄの上下方向の変形量は同じであっても、円板カッタロール２の軸方向のより狭い範囲内で急激に変形が行われることになる。もっとも、本実施形態では、最端円板カッタ４には、凹溝４ｃを形成しないようにしているが、この最端円板カッタ４にも従来のような凹溝４ｃを形成した場合には、谷部４ｂの周側面の内側が階段状に落ち込むため、この周側面を基準円周面の所定半径よりもシート厚の５０％分だけ小さい円周面としても、最端結節部３ｄの変形が急峻になるようなことはなくなる。即ち、この凹溝４ｃによる段差が、本実施形態の谷部４ｂにおける内側傾斜面４ｄや外側傾斜面４ｅと同様に、鉛シート３を緩やかに変形させることができるようになる。
【００３６】
以上のように、最端円板カッタ４における最端結節部形成谷部となる谷部４ｂの周側面は、最外径が所定半径よりも小さければ足り、円周面である必要はなく、この円周面にほぼ沿った平面であったり、本実施形態のようなテーパ面やこのテーパ面にほぼ沿った平面の傾斜面であってもよい。また、凹溝４ｃを形成した場合のような階段状であってもよく、任意の曲面やその他の面であってもよい。これに対して、最端結節部形成谷部以外の谷部４ｂは、上方の円板カッタ１の谷部１ｂとの間で鉛シート３を切断するために、少なくとも内側端の外径が所定半径以上であり切断面Ｓを超えるような径である必要がある。しかし、この条件が満たされれば、この最端結節部形成谷部以外の谷部４ｂの周側面も、どのような面が形成されていてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、最端円板カッタ４の山部４ａの周側面が所定半径の基準円周面である場合を示したが、図７に示すように、この山部４ａの周側面を所定半径よりもシート厚の５０％分だけ小さい径の円周面とすることもできる。この場合、山部４ａの周側面は、本実施形態の最端結節部形成谷部となる谷部４ｂの内側傾斜面４ｄにおける外側端の最外径と同じ径になる。この山部４ａも、上方の円板カッタ１の山部１ａとの間で鉛シート３を切断する必要があるが、この上方の円板カッタ１の山部１ａは山形に下方に突出するので、下方の最端円板カッタ４の山部４ａの周側面をこのように所定半径よりも小さい径の円周面とすることができる。ただし、上方の円板カッタ１の山部１ａの山形の両裾部分は下方への突出量が少なくなるので、この部分では鉛シート３を切断するために、山部４ａの周側面の径を大きくする必要が生じる可能性はある。
【００３８】
また、上記実施形態では、最端円板カッタ４を下方の円板カッタロール２の両端に配置する場合について説明したが、これらの最端円板カッタ４は、片方又は双方を上方の円板カッタロール２の片端や両端に配置することもできる。さらに、対となる円板カッタロール２は２本以上用いることもでき、例えば３本の円板カッタロール２を配置した間に鉛シート３を通すようにすることもできる。
【００３９】
また、上記実施形態では、鉛シート３における最端結節部３ｄに繋がる桟３ｂとその他の結節部３ｃに繋がる桟３ｂとが同じ太さに形成される場合について説明したが、最端結節部３ｄに繋がる桟３ｂの太さだけを特に太く形成するようにして、この桟３ｂがさらに断線し難くなるようにすることもできる。
【００４０】
また、上記実施形態では、鉛シート３を加工して鉛蓄電池の極板に用いる格子体を製造する場合について説明したが、極板の集電基材に同様の格子体を用いるものであれば、鉛蓄電池に限らず任意の電池にも実施可能であり、この電池の種類に応じた適宜な材質の金属シートを用いて格子体を製造することができる。
【００４１】
【実施例】
上記実施形態で説明した最端円板カッタ４と従来例で示した最端円板カッタ４とを下方の円板カッタロール２の両端に配置したロータリ式エキスパンダを用いて鉛シート３にスリット３ａを形成し比較した試験結果を表１に示す。
【表１】
0004453799.tif 000002
ここで、鉛シート３は、シート厚が１．０ｍｍのものを用い、最端円板カッタ４は、谷部４ｂの周側面が所定半径の基準円周面に一致する従来例（即ち、この従来例は、谷部４ｂが鉛シート３のシート厚の０％分だけ窪む）と、谷部４ｂの周側面が所定半径の基準円周面よりも、鉛シート３のシート厚の１０％（０．１ｍｍ）、３０％（０．３ｍｍ）、５０％（０．５ｍｍ）、７０％（０．７ｍｍ）及び１００％（１．０ｍｍ）分だけ窪んだ円周面からなる実施例と、谷部４ｂの周側面の最外周端が鉛シート３のシート厚の５０％分だけ窪むと共に、この周側面に３０°の内側傾斜面４ｄを形成した実施例とを用いた。また、上下の円板カッタロール２は、間隔距離を固定した。
【００４２】
これらの従来例と実施例とによりスリット３ａを形成した鉛シート３は、それぞれ格子体に展開後に、最端結節部３ｄにおける最も薄い部分の厚さを測定し、鉛シート３の元のシート厚に対するシート厚比を算出した。また、これらの格子体に活物質を充填し、熟成及び乾燥を行って正極板として鉛蓄電池（ＪＩＳ形式５５Ｄ２３形）に組み込みＪＩＳ過充電試験を行うことにより、その寿命性能を試験すると共に、この試験後の最端結節部３ｄにおける桟３ｂの断線率を調査した。なお、この鉛蓄電池は、いずれの場合も、負極板として従来例のものを用い、これらの極板間に微孔性のポリエチレンを主体としたセパレータを介在させた。
【００４３】
上記比較試験の結果、実施例により作製された格子体は、いずれも最端結節部３ｄのシート厚比が従来例よりも大きくなり鉛シート３の延びが抑制されていることが確認されると共に、この格子体を用いた鉛蓄電池の寿命性能が向上し断線率が低下することが確認された。しかも、谷部４ｂの窪みを５０％とした場合を最高にして、この窪みが３０％以上７０％以下としたものが特に効果が高いことが分かった。また、谷部４ｂの周側面に内側傾斜面４ｄを形成すればさらに効果が高まることが分かった。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池極板用格子体及びその製造装置によれば、最端円板カッタの最端結節部形成谷部の周側面を窪ませることにより、金属シートの最端結節部の変形を小さくすることができるので、この最端結節部から引き出される桟が断線し易くなるのを確実に防止することができ、電池不良の発生を抑制すると共に電池寿命を長くすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すものであって、上下の円板カッタロールの円板カッタによって鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図である。
【図２】  本発明の一実施形態を示すものであって、最端円板カッタの構成を示す側面図である。
【図３】  本発明の一実施形態を示すものであって、最端円板カッタの構成を示す部分拡大斜視図である。
【図４】  本発明の一実施形態を示すものであって、鉛シートに形成されたスリットを展開した格子体における最端結節部付近を示す部分拡大斜視図である。
【図５】  本発明の一実施形態を示すものであって、山部の周側面に傾斜面を形成した最端円板カッタを用いて鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図である。
【図６】  本発明の一実施形態を示すものであって、谷部の周側面を円周面とした最端円板カッタを用いて鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図である。
【図７】  本発明の一実施形態を示すものであって、山部の周側面を窪ませた最端円板カッタを用いて鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図である。
【図８】  従来例を示すものであって、円板カッタとこの円板カッタの周縁部の構成を示す側面図である。
【図９】  従来例を示すものであって、ロータリ方式のエキスパンダにおける円板カッタによる鉛シートへのスリットの形成工程を示す側面図である。
【図１０】  従来例を示すものであって、上下の円板カッタロールの円板カッタによって鉛シートにスリットが形成される過程を示す部分拡大縦断面正面図である。
【図１１】  従来例を示すものであって、最端円板カッタの構成を示す側面図である。
【図１２】  従来例を示すものであって、最端円板カッタの構成を示す部分拡大斜視図である。
【図１３】  従来例を示すものであって、鉛シートに形成されたスリットを展開した格子体における最端結節部付近を示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１    円板カッタ
１ａ  山部
１ｂ  谷部
１ｃ  凹溝
２    円板カッタロール
３    鉛シート
３ａ  スリット
３ｃ  結節部
３ｄ  最端結節部
４    最端円板カッタ
４ａ  山部
４ｂ  谷部
４ｄ  内側傾斜面
【図１】
0004453799.tif 000003
【図２】
0004453799.tif 000004
【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】
0004453799.tif 000009
【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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