(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の円板カッタを間隙を開けて同軸上に並べて固定した第一の円板カッタロールと第二の円板カッタロールとを軸方向を平行に配置し、これら２本の円板カッタロールの各円板カッタの周縁部を交互に間隙に挿入して噛み合わせた間だけにスリット未形成金属シートを通すことにより千鳥状のスリットを多数形成したスリット形成済み金属シートとし、次いでスリット形成済み金属シートのスリットをマス目に展開する電池極板用格子体の製造方法において、
２本の円板カッタロールの間を通り抜けたスリット形成済み金属シートを第一の円板カッタロールの周面に沿わせて搬送し、第一の円板カッタロールが、第一の円板カッタロールの軸心と第二の円板カッタロールの軸心とを結ぶ軸心面を基準にして５〜９０度回転したとき、スリット形成済み金属シートを第一の円板カッタロールの周面位置から接線方向に引き出して搬出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極板の格子体を製造する電池極板用格子体の製造方法に関する。
【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（スリット形成工程）、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（展開工程）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）におけるスリット形成工程の従来の構成例を図２に示す。このロータリ式エキスパンダでは、上下に第一、第二の２本の円板カッタロール１，２を配置して、これらの間に鉛又は鉛合金からなるスリット未形成鉛シート５を通すようにしている。上下の円板カッタロール１，２は、それぞれ多数枚ずつの円板カッタ３，４を１枚分の円板カッタ３，４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したものである。各円板カッタ３，４は、金属製の所定半径の円板の周縁部に、この所定半径の円周面よりもさらに外周側に山形に突出した周側面が形成された山部３ａ，４ａが全周にわたって等間隔で多数形成されたものである。また、各円板カッタ３，４には、図示を省略しているが、これらの山部３ａ，４ａの間の谷部に開口する凹溝が、山部３ａ，４ａを介して隣り合う両側の谷部で表裏が逆になる円板面の周縁部に半径方向に沿って形成されている。
【０００４】
上記構成の円板カッタ３，４を配置した上下の円板カッタロール１，２は、それぞれの軸心を互いに平行な水平方向にすると共に、各円板カッタ３，４の周縁部が交互に間隙に入り込み噛み合うような軸心間の距離となるように配置する。即ち、上方の第一の円板カッタロール１の各円板カッタ３は、下端に達した山部３ａが下方の第二の円板カッタロール２の各円板カッタ４の間に間隙に入り込み、下方の第二の円板カッタロール２の各円板カッタ４は、上端に達した山部４ａが上方の第一の円板カッタロール１の各円板カッタ３の間の間隙に入り込む。また、これら上下の円板カッタ３，４は、それぞれの谷部が互いにわずかに重なり合うようにしている。
【０００５】
上記円板カッタロール１，２の間にスリット未形成の鉛シート５を通すと、上下の各円板カッタ３，４の山部３ａ，４ａや谷部の凹溝が形成されていない側のエッジが上下に重なり合うことにより鉛シート５が切断されて、図２の円内の平面図に示すようなスリット５ａが多数形成される。また、鉛シート５の幅方向に並ぶこれらのスリット５ａの間は、上方の円板カッタ３の山部３ａに押圧されて鉛シート５の下方に山形に突出する桟５ｂと、下方の円板カッタ４の山部４ａに押圧されて鉛シート５の上方に山形に突出する桟５ｂとが幅方向に交互に並ぶことになる。これらのスリット５ａは、上下の各円板カッタ３，４の谷部ごとに両円板面に交互に形成された凹溝により、途中で途切れて結節部５ｃが形成される。しかも、幅方向に隣接するスリット５ａでは、この結節部５ｃとなる位置がスリット５ａの半ピッチ分ずれて形成される。従って、鉛シート５に形成される多数のスリット５ａは、図２の円内の平面図に示すような千鳥状となる。
【０００６】
上記スリット形成工程によって多数のスリット５ａが形成された鉛シート５は、ロータリ式エキスパンダの後工程である展開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、これらのスリット５ａがマス目状に展開されて、鉛蓄電池の極板に用いられる格子状の格子体が作製されることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のロータリ式エキスパンダにおけるスリット形成工程では、上下２本の円板カッタロール１，２の間を通り抜けた鉛シート５を水平、すなわち第一の円板カッタロールの軸心と第二の円板カッタロールの軸心とを結ぶ軸心面を基準にして直行方向、に引き出し搬出させていたので、このスリット形成済み鉛シート５が搬出部で不安定な状態となりシート面に波打ちが生じたり、展開後の格子体のマス目の形状が不規則になる場合があるという問題が発生していた。
【０００８】
即ち、上下の円板カッタロール１，２の各円板カッタ３，４の山部３ａ，４ａは、鉛シート５を切断してスリット５ａを形成するだけでなく、この山部３ａ，４ａの山形の突出部が桟５ｂを上下方向に突出させるようになっている。従って、この山部３ａ，４ａは、円板カッタ３，４の回転に伴い下端部や上端部に移動して来た際に、鉛シート５を上下方向から突き抜けてスリット５ａの間に食い込むことになるので、その後の円板カッタ３，４の回転に伴いこの山部３ａ，４ａが上方や下方の離れる方向に移動すると、本来水平方向に搬出される鉛シート５がこの山部３ａ，４ａに引っ掛かって共に上方や下方に移動しようとする。例えば図３では、鉛シート５が下方の円板カッタ４の山部４ａに引っ掛かって、この円板カッタ４の回転に伴い搬出部Ａで一旦下方に移動しようとしている状態を示す。しかも、鉛シート５が引き出される水平方向は、上下２本の円板カッタロール１，２の軸心に平行であり、かつ、これらの軸心を結ぶ平面に直交する基準接面に沿うものであるため、鉛シート５は搬出の際に同時に上下の円板カッタ３，４の山部３ａ，４ａから引き離されることになる。そして、鉛シート５が実際にこれらの山部３ａ，４ａのどちらかと共に上下のいずれの方向に移動しようとするかは、その時々の山部３ａ，４ａのスリット５ａへの食い込みや引っ掛かり具合で随時変化し不安定な状態になるため、この鉛シート５が搬出部Ａで波打ちながら引き出されることになる。また、鉛シート５は、図３の右方向に向けて水平に引き出されるので、山部３ａ，４ａがスリット５ａ間に引っ掛かっていたとしても、円板カッタ３，４の回転に伴いやがて急激に外れることになる。このため、山部３ａ，４ａがスリット５ａ間から外れる度に、円板カッタロール１，２に上下方向の振動が発生することになり、これによっても鉛シート５に波打ちが生じたり、展開後の格子体のマス目の形状が不規則になる場合があった。
【０００９】
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、金属シートを２本の円板カッタロールのいずれかに沿わせた後に引き出して搬出することにより、この金属シートが搬出部で波打ったり振動を起こすようなことがなくなる電池極板用格子体の製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、多数の円板カッタを間隙を開けて同軸上に並べて固定した第一の円板カッタロールと第二の円板カッタロールとを軸方向を平行に配置し、これら２本の円板カッタロールの各円板カッタの周縁部を交互に間隙に挿入して噛み合わせた間だけにスリット未形成金属シートを通すことにより千鳥状のスリットを多数形成したスリット形成済み金属シートとし、次いでスリット形成済み金属シートのスリットをマス目に展開する電池極板用格子体の製造方法において、２本の円板カッタロールの間を通り抜けたスリット形成済み金属シートを第一の円板カッタロールの周面に沿わせて搬送し、第一の円板カッタロールが、第一の円板カッタロールの軸心と第二の円板カッタロールの軸心とを結ぶ軸心面を基準にして５〜９０度回転したとき、スリット形成済み金属シートを第一の円板カッタロールの周面位置から接線方向に引き出して搬出することを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、スリット形成済み金属シートは、第一と第二の２本の円板カッタロールの間を通り抜けた後に第一の円板カッタロールの周面に沿って搬送される。つまり、従来は２本の円板カッタロールの間を通り抜けたスリット形成済み金属シートの引き出し搬出角度を第一の円板カッタロールの軸心と第二の円板カッタロールの軸心とを結ぶ軸心線に直角方向としていたために、スリット形成済み金属シートがこれら２本の円板カッタロールの周面から同時に引き離されることになり不安定な状態になっていた。しかしながら、請求項１の発明では、スリット形成済み金属シートは、まず第一の円板カッタロールの周面に沿って搬送されるので第二の円板カッタロールの周面から確実に引き離される。そして、第一の円板カッタロールが、第一の円板カッタロールの軸心と第二の円板カッタロールの軸心とを結ぶ軸心面を基準にして５〜９０度回転したとき、スリット形成済み金属シートは、第一の円板カッタロールの接線方向に引き出されるので、第一の円板カッタロールからも円滑に引き離すことができる。即ち、金属シートを２本の円板カッタロールの周面から段階的に順に引き離すことにより、この金属シートが不安定な状態になって波打ったり振動を起こすようなことがなくなる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態を示すものであって、ロータリ式エキスパンダのスリット形成工程を示す正面図である。なお、図２〜図３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。
【００１４】
本実施形態は、従来例と同様の鉛蓄電池の極板に用いる格子体を作製するためのロータリ式エキスパンダにおけるスリット形成工程について説明する。このスリット形成工程で用いる２本の円板カッタロール１，２の構成は、従来例と同じである。即ち、これらの円板カッタロール１，２は、それぞれ金属円板の周縁部に山部３ａ，４ａを形成した円板カッタ３，４を多数枚ずつ同軸上に並べて固定したものである。
【００１５】
この実施形態では、上記円板カッタロール１，２は、従来例のような真上と真下に配置するのではなく、図１に示すように、斜め方向の上下位置に配置される。即ち、第一の円板カッタロール１の回転軸の中心である軸心Ｏ１と第二の円板カッタロール２の回転軸の中心である軸心Ｏ２は、互いに平行な水平方向に配置されるが、下方の円板カッタロール２の軸心Ｏ２は、上方の円板カッタロール１の軸心Ｏ１の真下ではなく、角度θだけ鉛シート５の進行方向手前側に傾斜した位置に配置されている。換言すれば、第一の円板カッタロールが、第一の円板カッタロールの軸心と第二の円板カッタロールの軸心とを結ぶ軸心面を基準にして５〜９０度回転したとき、スリット形成済み金属シートは第一の円板カッタロールの周面位置から接線方向に引き出して搬出されることになる。ただし、これらの軸心Ｏ１，Ｏ２は、従来例と同様に、各円板カッタ３，４の周縁部が交互に間隙に入り込み噛み合う間隔距離、より正確には谷部同士がわずかに重なり合うような間隔距離となるように配置される。
【００１６】
スリット未形成鉛シート５は、上記円板カッタロール１，２の間に、図１の左斜め上方から挿入されて、右水平方向に引き出し搬出される。この際、鉛シート５は、円板カッタロール１，２の軸心Ｏ１，Ｏ２に平行であり、かつ、これらの軸心Ｏ１，Ｏ２を結ぶ平面に直交する基準接面に沿った角度で挿入することが好ましい。なぜなら、基準接面は、円板カッタロール１，２の双方の周縁部の共通の接面となるため、これに沿って鉛シート５を上下の円板カッタロール１，２の間に挿入すれば、上下の円板カッタ３，４によるスリット５ａの加工をこの鉛シート５の両面でほぼ同時に開始させることができるようになるからである。ただし、挿入の直前にいずれか一方の円板カッタロール１，２の円板カッタ３，４の山部３ａ，４ａだけが鉛シート５の表面に当接してもよいなら、基準接面に対して傾斜した角度でこの鉛シート５を円板カッタロール１，２の間に挿入することもできる。例えば、この鉛シート５を左水平方向から円板カッタロール１，２の間に挿入したとすると、まず鉛シート５の下面が下方の円板カッタロール２の円板カッタ４の山部４ａに当接した状態で、この下方の円板カッタロール２の周面に沿って角度θだけ搬送され、この直前から上下の円板カッタロール１，２の円板カッタ３，４によるスリット５ａの加工が開始されることになる。
【００１７】
上下の円板カッタロール１，２の円板カッタ３，４により上記鉛シート５のスリット５ａの加工が行われると、この鉛シート５は、一旦第一の円板カッタロール１の周面に沿って角度θだけ搬送される。そして、この上方の円板カッタロール１の周面の下端に達すると、接線方向、即ち右水平方向に引き出されて搬出される。つまり、スリット形成済み鉛シート５は、第一の円板カッタロール１が、第一の円板カッタロール１の軸心Ｏ１と第二の円板カッタロール２の軸心Ｏ２とを結ぶ軸心面を基準にしてθ度回転したとき、第一の円板カッタロールの周面位置から接線方向に引き出されることになる。このようにしてスリット５ａの形成加工が完了したスリット形成済み鉛シート５は、ロータリ式エキスパンダの後工程である図示しない展開工程において、幅方向に引き広げられることにより、スリット５ａがマス目状に展開されて、鉛蓄電池の極板に用いられる格子状の格子体が作製されることになる。
【００１８】
この結果、本実施形態によれば、鉛シート５は、上下の円板カッタロール１，２の間を通り抜けて円板カッタ３，４によりスリット５ａが形成されると、一旦、上方の第一の円板カッタロール１の周面に沿って角度θだけ搬送されるので、下方の第二の円板カッタロール２の周面からは確実に引き離される。即ち、鉛シート５は、円板カッタロール１，２の間では、上下の円板カッタ３，４の山部３ａ，４ａが両面を突き抜けてスリット５ａの間に食い込むことになる。しかし、この鉛シート５が上方の円板カッタロール１の周面に沿って搬送されると、下方の円板カッタロール２の円板カッタ４の山部４ａは、強制的にスリット５ａの間から引き抜かれることになる。また、上方の円板カッタロール１の周面に沿って搬送された鉛シート５は、この周面の下端に達すると、右水平方向に引き出されるので、上方の円板カッタ３の山部３ａをスリット５ａの間から引き抜くだけでよくなり、不安定な状態になることなく円滑に引き離されて搬出される。従って、この鉛シート５は、上下２本の円板カッタロール１，２の周面から段階的に順に引き離されることにより、不安定な状態になって波打ったり振動を起こすようなことがなくなる。
【００１９】
なお、上記実施形態の図１では、第一の円板カッタロールが、第一の円板カッタロールの軸心と第二の円板カッタロールの軸心とを結ぶ軸心面を基準にして３０度程度回転したとき、スリット形成済み金属シートを第一の円板カッタロールの周面位置から接線方向に引き出して搬出するものとして図示したが、この角度θは、０°を十分に超えたものであれば何度であってもよく、実用的には９０°以下とすることが好ましい。
【００２０】
また、上記実施形態では、鉛シート５を水平方向に引き出すために、円板カッタロール１，２を角度θだけ斜めに配置したが、これら２本の円板カッタロール１，２は、軸心Ｏ１，Ｏ２間の距離が保たれればどのような位置関係に配置してもよく、例えば従来例のように円板カッタロール１，２を真上と真下に配置した場合には、鉛シート５を右水平方向ではなく、これより上方や下方に向けて引き出し搬出させるようにすればよい。
【００２１】
また、上記実施形態では、円板カッタロール１，２の円板カッタ３，４が周縁部に多数の山部３ａ，４ａを形成すると共に、これらの山部３ａ，４ａの間の谷部に開口する凹溝を両円板面に交互に形成したものを示したが、鉛シート５に千鳥状のスリット５ａを形成するものであれば、この円板カッタ３，４の周縁部の構成は限定されない。
【００２２】
また、上記実施形態では、鉛や鉛合金からなる鉛シート５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。さらに、上方の円板カッタロールと第一の円板カッタロールとし、下方の円板カッタロールと第二の円板カッタロールとしたが、この逆であってもよい。
【００２３】
【実施例】
上記実施形態で説明したロータリ式エキスパンダのスリット形成工程と従来例で示したロータリ式エキスパンダのスリット形成工程により鉛シート５にスリット５ａを形成し比較した結果を表１に示す。
【表１】
0004132885.tif 000002
ここで、鉛シート５は常に右水平方向に引き出し搬出して展開工程に送り込むこととし、円板カッタロール１，２の軸心同士を結ぶ軸心面と水平面との角度θを変えることにより、鉛シート５の搬出角度θを０°とした従来例と、５°から９０°を超える角度まで変化させた実施例とにより比較を行った。
【００２４】
上記円板カッタロール１，２には、上下方向の変位計を設置して、スリット５ａの形成加工時の平均的な振動幅を測定し、従来例を１００としたときの各搬出角度θの実施例についての振動幅比を調べた。また、鉛シート５にスリット５ａを形成した後に所定量まで展開した格子体について、従来例を１００としたときの各搬出角度θの実施例についての格子の破断数比を調べた。さらに、格子に破断が起こらないように、スリット形成工程と展開工程の加工速度を調整して作製した格子体について、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１カ月実行した後の格子の腐食量を調査し、従来例を１００としたときの各搬出角度θの実施例についての腐食量比を調べた。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。
【００２５】
上記比較試験の結果、円板カッタロール１，２の平均振動幅比と格子の破断数比は、鉛シート５の搬出角度θが９０°の場合を最小として、この搬出角度θが大きい実施例ほど良好な結果が得られた。ただし、格子の腐食量比については、搬出角度θが４５°〜６０°の場合の実施例が最小値となったが、この搬出角度θが９０°の場合でも、従来例に比べれば腐食量は減少している。なお、このように鉛シート５の搬出角度θが大きくなると格子の腐食量比が大きくなるのは、この搬出角度θが大きいほど鉛シート５が上方の円板カッタロール１の周面に沿って長く搬送されるので、この間に鉛シート５が大きく湾曲させられて歪みが大きくなるためであると考えられる。
【００２６】
【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の製造方法によれば、金属シートが２本の円板カッタロールの間を通り抜けた後に、これらの円板カッタロールの周面から段階的に順に引き離すので、搬出されたスリット形成済み金属シートが不安定な状態になって波打ったり振動を起こすようなことがなくなる。
【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、ロータリ式エキスパンダのスリット形成工程を示す正面図である。
【図２】  従来例を示すものであって、ロータリ式エキスパンダのスリット形成工程を示す正面図である。
【図３】  従来例を示すものであって、ロータリ式エキスパンダのスリット形成工程において２本の円板カッタロールの間を通り抜けた鉛シートが波打って引き出される様子を示す正面図である。
【符号の説明】
１    第一の円板カッタロール
２    第二の円板カッタロール
３    円板カッタ
３ａ  山部
４    円板カッタ
４ａ  山部
５    鉛シート
５ａ  スリット
【図１】
0004132885.tif 000003
【図２】
0004132885.tif 000004
【図３】
0004132885.tif 000005