(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のアームの対向面に固定座を介して電極チップが取り付けられた鉛蓄電池のセル間接続装置であって、前記固定座はアームの対向面に対して上方が下方より高くなるように傾斜しており、前記チップは上下方向が水平方向より短く、かつ固定座の正面に対して３段の傾斜面を経て直線の先端に至る突起を、先端から各傾斜面の外周までの最短距離がそれぞれ一定になるように形成するとともに、固定座の下端とアームの下端とが同一の高さになるように水平に切り欠かれてなることを特徴とする鉛蓄電池のセル間接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池のセル間接続装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉛蓄電池のセル間接続方法は、図３に示すように電槽９のセル室６を仕切る隔壁７に貫通孔８を設け、該貫通孔８を介して、隣り合うセル室６，６内の極板群１２，１２のストラップ１０，１０に立設された互いに反対極性のセル間接続体１１，１１を向かい合わせて配置し、これら接続体１１，１１を背面よりセル間接続装置の電極チップ１，１で貫通孔８内に押し込み、これら接続体１１，１１が一定の接触面積を得た時点で電極チップ１，１に通電して溶接する方法であった。
【０００３】
通常、この方法を採用する場合は、電槽隔壁７に設けられた貫通孔８の形状が真円形であり、電極チップ１の正面形状も図５に示すように真円形であった。しかしながら、最近、電池の容積効率向上の要求が高まり、接続体１１の高さ寸法を小さくして、その分だけ極板１３，１４の作用面の高さを高くする工夫がなされている。その一つに、電極チップ１の正面形状を真円形から図６のように上下方向に短い長円形にし、電槽隔壁７の貫通孔８の形状も真円形から長円形にしたものがある。なお、この時の長円形の断面積は、真円形の断面積と変わらないようにしてある。
【０００４】
このようにすると、真円形の直径と長円形の短直径（上下方向の長さ）との差の分だけ接続体１１の高さ寸法を短くでき、その分だけ極板１３，１４の作用面の高さを高くできるので、同一容積における電気容量を増加できる。なお、貫通孔８の形状は楕円形状でもよく、突起２０の形状は貫通孔８の形状と同一で、貫通孔断面積に対して接続体１１の接触面積が２０〜５０％になるように直径を決めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のセル間接続装置では、チップ１（座１６）の外周が真円形であり、かつ、チップ1を固定するアーム２は、前記チップ１の外周より下部に突出している（図５〜図７参照）。このため従来の貫通孔８は、図３のようにストラップ１０の上面よりＬとチップ１の半径を加えた長さだけ高くしなければならなかった。その結果、電槽９または極板群１２の高さが制約を受け、容積効率に優れた電池を作製する上で問題があった。
【０００６】
また、貫通孔８の断面積は、電池の放電最大電流や振動時の機械的強度等によって決定されるものであるが、この断面積の全てを充満するように溶接するには、電極チップ１で押し出された接続体１１の接触面の形状が大きな影響を与える。すなわち、理想的な接触面の形状は、貫通孔８の形状に対して真の相似形になることである。しかしながら、電極チップ１の突起２０および座１６と貫通孔８を、それらが相似形でない長円形（楕円形を含む。以下同じ）であった場合は、図８（イ）に示すように接触面１５が上下方向に膨れるなどして相似形にならなかった。この状態で電気抵抗溶接を行うと、抵抗熱で溶けた溶鉛は、接触面１５の外周に沿って溶け始めるため、貫通孔８内面に到着するのに時間差が生じ、溶接状態にばらつきが発生し、最悪の場合、溶接不良が生じるという問題点を有していた。
【０００７】
さらに、接続体１１，１１を背面より電極チップ１，１で貫通孔８内に押し込む工程において、電池接続体１１の抵抗溶接部が該断面の全てを均等な力で押し込まれるよう溶接するには、電極チップ１を押し出す角度が大きな影響を与える。
【０００８】
通常、前記接続体１１，１１は、キャスト・オン・ストラップ工法により極板群１２を接続したストラップ１０と同時に一体的に形成される。このとき前記接続体１１，１１は、鋳造不良をなくすため上部先端が細く、かつ下部程太くなるように、断面の形状を台形に製作している。そのため、チップで接続体１１，１１を押し込む際に、接続体１１，１１はチップの正面により斜め方向から押圧される。この結果、図８（ロ）に示すように接触面１５が下方向に膨れ、かつ上方向はへこんだ形状となり相似形にならなかった。この状態で電気抵抗溶接を行うと、抵抗熱で溶けた溶鉛は、接触面１５の外周に沿って溶け始めるため、貫通孔８内面に到着するのに時間差が生じ、溶接状態にばらつきが発生し、最悪の場合、溶接不良が生じるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、容積効率の優れた鉛蓄電池を作製でき、かつ良好なセル間接続状態を得ることができるセル間接続装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、電槽９の隔壁７を介して隣接する極板群１２の互いに反対極性のセル間接続体を、一対のアーム２に固定された電極チップ１で該接続体１１の背面より押圧して該隔壁７の貫通孔８内で該接続体１１同士を接触させ抵抗溶接する鉛蓄電池のセル間接続装置において、前記チップ１は、上下方向が水平方向より短く形成され、正面に３段の傾斜面２０ａ、２０ｂ、２０ｃをもつ突起２０と直線形の先端３を有し、先端３と各傾斜面の外周との最短距離が各々一定であり、さらに前記電極チップ１およびアーム２は、下端が水平に切り欠かれ、同一の高さであることを特徴とするものである。これにより、良好なセル間接続状態を得ることができ、接続体の高さ寸法を小さくでき、容積効率の優れた鉛蓄電池を提供できる。
【００１１】
そして、前記電極チップ１は、正面が上方ほど手前側に傾斜していることを特徴とする。これにより、接続体１１と隔壁７および貫通孔８を平行に押圧および抵抗溶接でき、良好なセル間接続状態を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態を示し、（イ）は要部側面図、（ロ）は要部正面図であり、１は電極チップ、２は該チップを支持するアームである。なお、電極チップ１とアーム２は、図３のように一対有するが、図１では片側のみ示す。電極チップ１の形状は、正面（他方のチップとの対向面）に３段の傾斜面２０ａ、２０ｂ、２０ｃをもつ長円形かつ錐形の突起２０を有し、アーム２に近づくに従い太くなっている。各傾斜面および固定座１６の外周は、上下方向の寸法が水平方向より短く、チップ１の固定座１６およびアーム２の下端は、切り欠かれ、同じ高さになっている。
【００１４】
突起２０は、先端３が直線になっており、図４のように先端３と傾斜面２０ａ、２０ｂ、２０ｃの外周との最短距離が各々一定である（１ａ＝１ｂ＝１ｃ、２ａ＝２ｂ＝２ｃ、３ａ＝３ｂ＝３ｃ）。また、傾斜面２０ａ、２０ｂの外周は、貫通孔８のそれより小さく、傾斜面２０ｃの外周は、貫通孔８のそれより大きく形成されている。さらに、前記電極チップ１は、正面が上方ほど手前側に傾斜しており、背面がアーム２に固定されている。
【００１５】
このようなセル間接続装置は、鉛蓄電池を製造するとき、鉛蓄電池と次のような位置関係にある。すなわち、チップ１の前面は、鉛蓄電池の接続体の背部押圧面と平行に位置し、アーム２は隔壁に対して平行に位置している。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を用いて鉛蓄電池を製造する方法について説明する。
【００１７】
（実施例）
先ず、図２に示すような６個のセル室６を有し、隣り合うセル室６，６を仕切る隔壁７に上下方向が水平方向より短い長円形の貫通孔８を有する電槽９を準備する。
【００１８】
次に、図３のように電槽９の各セル室６に、同極性の極板同士をストラップ１０で連結し、該ストラップ１０の一端に接続体１１を立設した極板群１２を収納する。この際、隣り合うセル室６，６のセル間接続体１１，１１が隔壁７の貫通孔８を介して互いに反対極性になるように収納する。なお、１３は正極板、１４は負極板である。
【００１９】
次に、貫通孔８を介して向かい合うセル間接続体１１，１１の背面に、実施形態の本発明電極チップ１，１の先端を当て、アーム２，２によりそれぞれの電極チップ１，１を互いに近づけて、セル間接続体１１，１１を貫通孔８内に押し込んで行く。この時のチップ１とアーム２の位置関係は、チップ１の正面が接続体の背部押圧面と平行に位置し、アーム２は隔壁７に対して平行に位置している。さらに、貫通孔８と電極チップ１との位置関係は、正面からみると図４のようになり、貫通孔８とチップ１との寸法差ｄ、eは、貫通孔８の両側および上下共に同一になっている。そして、アーム２，２を平行移動し、前記アームが所定の距離になれば、該アームの移動を止め、電極チップ１、１に電流を流して貫通孔８内の接続体１１、１１同士を抵抗溶接してセル間接続を完成する。
【００２０】
（比較例）
図６に示すように、電極チップ１の形状は、先端が平坦で傾斜をもつ錐形の突起２０を有し、アームに近づくに従い太くなっている。突起２０は、上下方向が水平方向より短く長円形をなし、固定座１６は真円の平滑面からなる。チップ１の固定座１６およびアーム２の下端は切り欠かれておらず、さらに、前記電極チップ１は、背面と正面が平行であり、背面でアーム２と固定した装置Ａを作製した。これとは別に、図７に示すように、電極チップ１の前面が上方ほど手前（正面）側に傾斜しており、背面でアーム２と固定されその他は装置Ａと同じ形状の装置Ｂを作製した。これら比較例の装置ＡおよびＢを用いて実施例と同様の方法でセル間接続を行った。
【００２１】
なお、実施例および比較例において、アーム２，２の移動を止めた時のセル間接続体１１，１１の接触面１５の形状を観察した。その結果を表１に示す。表１における数値は、接触面１５の理想とする形状（電極チップ１の形状と相似形のもの）に対する上下方向の膨らみの寸法（ｍｍ）を示す（電池１個につき５か所の平均値）。
【００２２】
【表１】
0004120746.tif 000002
【００２３】
比較品（装置Ａによるもの）Ａは、接触面１５が下方向に膨れ、かつ上方向はへこんだ形状となり相似形にならなかった。また、比較品（装置Ｂによるもの）Ｂは、チップ１が平行に押圧されるため、接触面の上下方向の膨らみは均一になったが、水平方向の膨らみが０．３ｍｍであったのに対して上下方向に１．２ｍｍと大きく膨れ、貫通孔に対して相似形にならなかった。一方、本発明による鉛蓄電池は、隣接するセル間接続体１１，１１の接触面１５の膨れが上下、水平方向共に貫通孔８の形状と略相似形になり、溶接状態にばらつきが生じず、良好な接続が得られた。
【００２４】
また、実施例と比較例で各３個ずつ鉛蓄電池を作製し、それぞれのセル間接続体（電池１個につき５か所）を引き剥がし、溶接面を観察した。その結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
0004120746.tif 000003
【００２６】
以上のとおり、本発明の電極チップ１を用いると、隣接するセル間接続体１１，１１の接触面１５が貫通孔８の形状と略相似形になり、溶接状態にばらつきが生じず、良好な接続が得られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、電極チップ１の先端と各突起の各変位部外周との最短距離が各々一定であり、また、正面が上方ほど手前側に傾斜しており、背面でアーム２と固定されているので、セル間接続部の接触面の形状が貫通孔の形状と略相似形になり、良好なセル間接続状態が得られる。また、本発明は、チップ１の上下方向が短い長円形あり、かつアームとチップの下端が切りかかれているので、セル間接続体の高さ寸法を短くでき、容積効率に優れた鉛蓄電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、（イ）は要部側面図、（ロ）は要部正面図である。
【図２】本発明のセル間接続に係る電槽の斜視図である。
【図３】従来装置を用いたセル間接続の説明図である。
【図４】本発明の電極チップと貫通孔の位置関係を示す要部正面図である。
【図５】従来の一実施形態を示し、（イ）は要部側面図、（ロ）は要部正面図である。
【図６】従来の他の実施形態を示し、（イ）は要部側面図、（ロ）は要部正面図である。
【図７】従来のさらに他の実施形態を示し、（イ）は要部側面図、（ロ）は要部正面図である。
【図８】セル間接続体の接触面の形状を示し、（イ）は図６の装置で、（ロ）は図７の装置で押圧したときの断面図である。
【符号の説明】
１  電極チップ
２  アーム
３  突起の先端
２０  突起
１a、１b、１c  先端と一段目の傾斜面外周との最短距離
２a、２b、２c  先端と二段目の傾斜面外周との最短距離
３a、３b、３c  先端と三段目の傾斜面外周との最短距離
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  傾斜面
【図１】
0004120746.tif 000004
【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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