(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な複数のスリットを鉛合金シ−トの長手方向に沿って千鳥状となるよう断続的に形成すると同時に、互いに平行に隣接しあうスリットにより形成される線状部を鉛合金のシ−ト面から表裏両方向に交互に凸状に突出するよう塑性変形させた後、この鉛合金シ−トをその幅方向へ展開伸長させた格子体を製造する方法であって、前記表裏両方向に交互に凸状に突出するよう塑性変形された線状部の突出量は集電部が形成される側がその反対側より大きいことを特徴とする鉛蓄電池用格子体の製造方法。
【請求項２】
互いに平行な複数のスリットを鉛合金シ−トの長手方向に沿って千鳥状となるよう断続的に形成すると同時に、互いに平行に隣接しあうスリットにより形成される線状部を鉛合金のシ−ト面から表裏両方向に交互に凸状に突出するよう塑性変形させた後、この鉛合金シ−トをその幅方向へ展開伸長させることにより形成した網目部を格子体として用いた鉛蓄電池用格子体であって、前記格子体は集電部が設けられた側の格子の１辺の長さが、集電部が設けられていない側の格子体の１辺の長さより短いことを特徴とする鉛蓄電池用格子体。
【請求項３】
鉛合金シ−トは、引張り強度が８ｋｇ／ｍｍ2以下であるとともに、伸び率が５％以上である圧延シ−トが用いられていることを特徴とする請求項２記載の鉛蓄電池用格子体。
【請求項４】
鉛合金シ−トは、カルシウムを０．０４〜０．０８重量％、錫を０．１〜２．０重量％含有する鉛−カルシウム−錫系合金の圧延シ−トであることを特徴とする請求項２または３に記載の鉛蓄電池用格子体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーエキスパンド工法を用いた鉛蓄電池用格子体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鉛蓄電池の格子体は生産性を向上させるため、鋳造工法による生産から、鉛あるいは鉛合金を圧延などで薄いシ−ト状にした材料にエキスパンド加工を施し連続的に格子体が生産できるエキスパンド工法が主流となってきている。このエキスパンド工法には、レシプロ方式と特公昭６０−２９５７３号公報や特公平８−２５６８２８５号公報に記載されている様なロ−タリ−方式に大別される。
【０００３】
そのうち、一般的なロータリ−方式の製造方法は以下に示すような２つの工程に区分することができる。すなわち、第１工程としてはシート状の鉛合金にシ−ト長手方向に複数条のスリットを形成すると同時に、格子骨となる線状部がシ−ト面に対して略垂直な方向で互いに逆向きの湾曲状に張り出し成形される。このとき、図１に示すような円周部に凸部が所定ピッチで配置された円盤状カッタ−を所定の間隔で複数枚重ね合わせた図２に示すようなロールを、図３に示すように噛み合わせることにより、スリットが形成されると同時にシ−トに前記凸部が押し付けられることにより、格子骨となる線状部がシ−ト面に対して略垂直な方向で互いに逆向きの湾曲状に張り出し成形される。
【０００４】
図１（ｂ）に示すような詳細を持つ（ａ）に示す円盤状カッターを、その一部を拡大して図２に示すように複数枚組み合わせて、図３に示すロール１、２としている。未成形状態の鉛合金シート３をこのロール１、２の間を通すことにより成形した鉛合金シート４とすることができる。これは、ロール１の円盤状カッター５に設けられた平坦部６が対向するロール２の同じく平坦部６と噛み合うことによりスリットを幅方向に１つおきに設けることができ、シートに線状部を形成することができる。それと同時に、凸部７が線状部を押すことにより、線状部がシ−ト面に対して略垂直な方向で互いに逆向きの湾曲状に張り出し成形される。なお、幅方向に隣接する両スリットの間は結節部となる。また、円盤状カッタ−の円周部に所定のピッチで配置させた凸部間に、円周方向に薄くなるように傾斜した逃げ部８が、円周面の左右交互に一定の間隔で設けられている。
【０００５】
第２工程では、線状部と結節部が設けられた鉛合金シ−トをその幅方向に拡張させてスリット部分を展伸させることで格子体となる網目状展開部を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロ−タリ−方式で成形された鉛シートを図４に示す。このシート４を第２工程において展伸させた場合、前記の線状部９と結節部１０が均一に成形されているため、図５に示すように、展開部の網目が均一に形成されており、負荷の大きい格子体の耳部１１がある上部側の結節部１０周辺にクラックや線状部９の断線が発生しやすい。
【０００７】
特に、近年の鉛蓄電池の長寿命化を目的とする鉛シ−ト合金は材料強度などの機械的物性が向上している反面、前記のように格子体を成形した場合にクラックや断線が発生することがあった。これは、網目状展開部では曲げや引張りに対する特性が低くなるため骨切れを起こしやすく、また鉛蓄電池の正極格子として使用した場合には展開時に発生したクラックから酸化腐食を進行させてしまうため、鉛蓄電池の寿命も短くなってしまっていた。
【０００８】
本発明は、鉛蓄電池用格子体を製造するロータリーエキスパンド工法の装置において、展開時の網目状展開部へのストレスを制御することにより、成形した格子体で発生するクラックを抑制し、格子体の機械的強度と耐食性を向上させ、寿命特性の優れた鉛蓄電池を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、ロータリーエキスパンド工法を用いて集電部付近の格子体の１辺の長さをその他端の格子体の１辺の長さより短くするものであり、これを製造する装置としては表裏両方向に交互に凸状に突出するよう塑性変形された線状部の突出量が集電体部側がその他端側より大きくなるよう凸部の高さを変化させた円盤状カッタ−を用い、表裏両方向に交互に凸状に突出するよう塑性変形された線状部の突出量が集電体部側がその他端側より大きくするように成形するものである。
【００１０】
このような構成とすることにより、ロ−タリ−方式の生産性が高いという利点を損なうことなく、成形された格子体の耐食性を向上することができ、ロ−タリ−方式による格子体を、特に正極に使用した鉛蓄電池の寿命特性を向上することができる。
【００１１】
なお、クラックの発生を抑制するための成形条件としては、成形材料である鉛合金シ−トは、引張強度が８ｋｇ／ｍｍ2以下であるとともに伸び率が少なくとも５％以上である圧延シ−トを使用することが好ましく、また鉛−カルシウム−錫系合金の圧延シ−トにおいては、合金中に含まれるカルシウムが０．０４〜０．０８重量％、錫が０．１〜２．０重量％であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態によるロ−タリ−エキスパンド工法を用いた製造装置によって加工されたシート１２を図６に示す。また、このシート１２を展開し、集電部である耳部１１を設けた格子体を図７に示す。このシート１２は中央の無地部付近を形成する円盤状カッター５の凸部７より、両端部付近を形成する円盤状カッター５の凸部７の方が高さが高くなっている。よって、図６の（ｂ）に示すように線状部１３の高さが均一ではなく、よってこれを展開した図７の格子体は耳部１１付近の格子体の１辺の長さが短くなっている。この結果、本実施の形態による格子体にはクラックの発生が観察されなかった。
【００１３】
また、電流密度との関係および強度との関係により、格子体の網目状展開部は格子上部（耳部付近）から下に向け格子高さ方向の展開幅が大きくなっていることが好ましい。
【００１４】
【実施例】
以下に本発明による格子を使用した鉛蓄電池の寿命について説明する。本実施例の寿命特性の検討は、充電が１４．８Ｖで１０分、放電が２５Ａで４分を１サイクルとし、４８０サイクルごとに高率放電試験により始動性の評価を実施する寿命試験を行った。試験条件として、充放電のサイクル中は試験電池を周囲温度が７５℃となるようにした。
【００１５】
試験電池は、本実施例によるエキスパンド格子体へ常法により鉛粉、硫酸などを練合したペースト状の活物質を充填、乾燥させたものを正極板としたものに共通の負極板をポリエチレンからなるセパレ−タで袋詰めしたものをセルあたり正極板７枚、負極板８枚とする構成で組み合わせ、希硫酸を電解液とする１２Ｖ・５５Ａｈの鉛蓄電池を用いた。比較例として正極板には従来のロ−タリ−方式による装置で成形したエキスパンド格子を使用した鉛蓄電池を作製した。
【００１６】
その試験結果を図８に示す。この図から明らかなように、本実施例である格子を使用した鉛蓄電池は、従来例の格子を使用した鉛蓄電池と比べて正極格子が腐食されやすい寿命試験での特性向上が明らかである。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は生産性の良いロ−タリ−エキスパンド工法により生産した格子体の網目状展開部において発生していたクラックを抑制することにより、耐食性を向上したエキスパンド格子体を得ることが可能となり、寿命特性の優れた鉛蓄電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なロ−タリ−エキスパンド工法の円盤状カッターを示す図
【図２】一般的なロ−タリ−エキスパンド工法に用いるロールの一部を示す図
【図３】一般的なロータリーエキスパンド工法の装置の一部を示す図
【図４】従来例による鉛合金シ−トを加工した状態を示す図
【図５】従来例によるエキスパンド格子体を示す図
【図６】本発明の一実施例による鉛合金シ−トを加工した状態を示す図
【図７】本発明の一実施例によるエキスパンド格子体を示す図
【図８】寿命評価試験の結果を示す図
【符号の説明】
１  第１ロール
２  第２ロール
３  未成形状態の鉛合金シ−ト
４  従来例の成形をした鉛合金シ−ト
５  円盤状カッター
６  円盤状カッターの平坦部
７  円盤状カッターの凸部
８  円盤状カッターの逃げ部
９  従来例の格子体の線状部
１０  従来例の格子体の結節部
１１  耳部
１２  本実施例の成形をした鉛合金シート
１３  本実施例の格子体の線状部
１４  本実施例の格子体の結節部
【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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