(57)【要約】【課題】極板群の棚部を形成するキャストンストラップ法および溶接法において、極板耳部の高さが不揃いの場合に各極板耳部と棚部との接続部が不均一になり必要以上の鉛量を使用する必要があり、各極板耳部の高さの差異を効率的に揃えるという課題があった。【解決手段】極板群を構成する正極板及び／又は負極板耳部を櫛刃状治具に挿入し、列状に複数極板耳部を治具上に突出させ、治具の上面を列状方向へ移動する切断刃により切断することで極板耳部の高さを揃える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板及び負極板より構成された鉛蓄電池用極板群において、前記正極板及び／又は負極板耳部を櫛刃状治具に挿入し、前記櫛刃状治具より列状に突出する前記極板耳部を、前記櫛歯状治具の上面を列状方向に移動する切断刃により切断することを特徴とする極板耳部の切断方法。
【請求項２】
前記極板耳部が前記櫛歯状治具に挿入された極板群において、前記極板群を傾斜状態又は反転状態にて前記切断刃により極板耳部を切断することを特徴とする特許請求範囲１記載の極板群耳部の切断方法。
【請求項３】
正極板及び負極板より構成された鉛蓄電池用極板群において、前記正極板及び／又は負極板耳部を挿入する櫛歯状治具と、前記櫛刃状治具の上面を列状に突出する極板耳部方向へ移動する切断刃とを有し、前記切断刃の移動により前記櫛刃状治具より突出する極板耳部を切断することを特徴とする極板群耳部の切断装置。
【請求項４】
前記櫛歯状治具の上面を移動する前記切断刃において、前記切断刃の先端形状が櫛刃状治具より突出する極板耳部の長辺に対して斜角で接することを特徴とする特許請求項３記載の極板群耳部の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池の極板群耳部の切断方法及び切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉛蓄電池製造時において同極性を有する複数極板を棚部で一体化して極板群を製造する際の方法には、キャストオンストラップ工法と溶接工法がある。キャストンストラップ法は、正極板と負極板とをセパレータを介して揃えた極板群を耳部が下部になるように反転させ、棚部を構成する鋳型の中に極板耳部の先端を配置し、溶融鉛を注入して固化させることによる極板群の形成方法である。
【０００３】
キャストンストラップ法は、極板耳部と棚部との接続が重要であり、改善提案の多くは極板耳部の処理方法に関する解決方法である。特許文献１には、キャストンストラップ法における極板耳部の処理方法が示されており、極板耳部を機械研磨により酸化皮膜を除去し、さらに還元炎で処理することにより棚部との接合性を良好にする内容が記されている。
【０００４】
キャストオンストラップ法では、棚部を形成する鋳型内の極板耳部の鉛量、注入される溶融鉛の温度と量及び鋳型の温度との関連を制御するのが安定した工法を確立するために重要となる。そのため、極板群の耳部を溶融鉛にて溶接する際の極板耳部の高さを一定に保つのが、一体化の際に制御するべき要素の一つでもある。
【０００５】
極板耳部が短い場合は、溶融した棚部鉛に耳部が接しないと接続できず、又溶融した棚部鉛と耳部との接触量が不十分な場合は、電池使用中に極板が棚部から外れてしまうことがあった。また、極板耳が高い場合には、極板耳が溶融鋳型底面へ接触もしくは鋳型底面近傍にまで到達するため、形成後の棚が極板耳で分断された状態の金属結晶組織となり、電池使用中にその部分において腐食が発生して破断してしまう現象を生じていた。
【０００６】
前述の課題を解決するために、棚部が厚くなるように鋳型内に注入する鉛量及び耳部の面積に対する上下方向に余裕を持たせある程度は対応できるが、棚部に使用する鉛量が多く、電池重量の増加及びコスト高になってしまう。
【０００７】
一方、溶接工法においても極板耳部の高さが低い場合は溶接治具上に耳部の突出が不十分であると棚部と極板耳部とが未溶接になり、逆に耳部が高い場合は溶接治具面より長く出るため棚部形成のための溶接後に棚部が厚くなり、電池重量の増加及びコスト高になるという同様な問題があった。
【特許文献１】特開２００８−４７３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来方法では極板の耳部における酸化皮膜を処理して棚部の鉛合金部との溶接性に関する改善は図れるものの、極板耳部の高さを一定にするための製造方法及び製造設備に関して極板群構成の棚部形成時に各極板耳部の高さの差異を効率的に揃えるという課題が残されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、正極板及び負極板より構成された鉛蓄電池用極板群において、前記正極板及び／又は負極板耳部を櫛刃状治具に挿入し、前記櫛刃状治具より列状に突出する前記極板耳部を、前記櫛歯状治具の上面を列状方向に移動する切断刃により切断することを特徴とする極板耳部の切断方法を示すものである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、前記極板耳部が前記櫛歯状治具に挿入された極板群において、前記極板群を傾斜状態又は反転状態にて前記切断刃により極板耳部を切断することを特徴とする特許請求範囲１記載の極板群耳部の切断方法に関するものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る発明は、正極板及び負極板より構成された鉛蓄電池用極板群において、前記正極板及び／又は負極板耳部を挿入する櫛歯状治具と、前記櫛刃状治具の上面を列状に突出する極板耳部方向へ移動する切断刃とを有し、前記切断刃の移動により前記櫛刃状治具より突出する極板耳部を切断することを特徴とする極板群耳部の切断装置を示すものである。
【００１２】
本発明の請求項４に係る発明は、前記櫛歯状治具の上面を移動する前記切断刃において、前記切断刃の先端形状が櫛刃状治具より突出する極板耳部の長辺に対して斜角にて接することを特徴とする特許請求項３記載の極板群耳部の切断装置を示すものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、鉛蓄電池の極板群溶接工程での極板耳の高さを効率的に均一化することで薄い棚部を形成でき、電池の軽量化及びコストダウンを図ることができるとともに、極板耳部の溶け代が均一になり高い信頼性を有した溶接が可能となり、産業上、有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態による極板群耳部切断装置及び極板群耳部切断方法を、図を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の極板群の耳部切断を示す説明図であり、図２は、図１における極板群の耳部切断を示すＡ−Ａ´断面図である。
【００１６】
正極板１と負極板２がセパレータ３を介して順次重ね合わされた極板群４において、正極板の上部には正極耳部１ａと負極板上部には負極耳部２ａが一体に構成され、極板群の片側に一列に並ぶ複数の負極耳部２ａは、櫛刃状治具５の間隙部５ａに配置されている。櫛刃状治具５は、厚み５ｍｍの鋼板を櫛状に加工したもので、負極耳部２ａの厚みが１．７ｍｍの場合には、間隙部５ａを１．９ｍｍにして間隙部の幅は極板耳部よりも若干大きく設定する。
【００１７】
極板群４の構成は、極板間距離及び極板高さを正確に設定する必要がある。極板高さは、両極板の底部及びセパレータ位置を揃えた状態では両極板は所定の高さになるが、負極板２と隣接する負極板との距離は、正極板１とセパレータ３の厚みで概ね一定になるものの、電池内で群圧を加えた状態の極板間距離は、負極耳部２ａを櫛刃状治具５の間隙部５ａに位置させて棚部を溶接等により接続することで得ることができる。
【００１８】
負極板耳部２ａを櫛刃状治具５の間隙部５ａに配置するには、極板間距離を一定に保持する櫛部５ｂの先端に尖端部５ｃを設け、隣接する尖端部５ｃ´との隙間を広くすることにより負極耳部２ａが尖端部５ｃと隣接する尖端部５ｃ´との間に容易に外挿され、負極耳部が引っ掛かることなく間隙部５ａに挿入することが有効である。
【００１９】
負極耳部２ａは、鉛が主体の合金で形成されているため硬度が低く、尖端部５ｃ間に挿入される際に櫛部５ｂに引っ掛かると負極耳部２ａが損傷し易くなるとともに、間隙部５ａに確実に挿入されることで負極耳部２ａを切断する際に間隙部に加わる切断応力を櫛部５ｂと共に均一に受けることができ、切断不良を防止することができる。
【００２０】
櫛刃状治具５の上面には、列状に並んだ負極耳部２ａとエアーシリンダにより後方を加圧され負極耳部の列状方向へ移動する切断刃６が存在する。切断刃６は、櫛刃状治具５の上面を移動する方向へ傾斜部６ａを有した傾斜形状にすることで負極耳部２ａを一枚ずつ確実に切断することができる。
【００２１】
図３は、本発明の傾斜極板群の耳部切断を示す説明図であり、櫛刃状治具５に固定された極板群４を傾斜させ負極耳部２ａを切断することにより、耳部の切断屑７を櫛刃状治具５の上面から外部に落下させることができる。切断刃６により切断された切断屑７は、鉛が主成分で延展性を有しているため切断屑が切断刃６と櫛刃状治具５との間にバリとして残留することにより、次の負極耳部２ａの切断工程において切断不良を生じることもある。
【００２２】
上記のように、極板群を傾斜させることにより櫛刃状治具５の上面及び極板群４の上部への切断屑７の残留をなくすことができる。ここでは極板群４の傾斜は左下方向として説明したが、他の方向へ傾斜させても同様な効果を有する。切断屑７を確実に落下させる極板群４の傾斜角度には２０度以上が必要で、３０度以上であることが望ましい。
【００２３】
図４は、本発明の反転極板群の耳部切断を示す説明図であり、極板群４の傾斜を更に増加させ極板群を反転した状態で切断刃６により櫛刃状治具５より突出した負極耳部２ａを切断することで切断屑７を下方へ落下させる。このように構成することにより確実に櫛刃状治具５及び極板群４に切断屑７が残存しないようにすることができる。
【００２４】
図５は、本発明における櫛刃状治具と切断刃の要部上面図であり、櫛刃状治具５の間隙部５ａには負極耳部２ａが配置されており、櫛刃状治具上の右側に位置する切断刃６は、進行方向へ右辺６ｂが左辺６ｃより長くなるように形成される。切断刃６は、切断刃の先端６ｄが、右辺６ｂの先端に鋭角に形成されており、負極耳部２ａの長辺２ｂに対し先端６ｄより斜角６ｅを有するとともに、切断刃６の上面方向へ傾斜部６ａを有している。
【００２５】
切断刃６は、極板の耳部全体を同時に切断するのではなく、櫛刃状治具５上を列状に並ぶ負極耳部２ａ一枚の長辺２ｂを徐々に切断するため、その切断荷重を少なくすることができる。切断刃６に斜角６ｅがない場合又は複数極板の耳部全体を同時に切断した場合には、極板耳部の曲げモーメントが刃先に加わり切断刃が破損する可能性もある。特に極板間隔が狭い場合、負極耳部２ａの長辺２ｂが１０ｍｍ以上と長い場合及び負極耳部が２ｍｍ以上と厚い場合にこのような現象を生じ易い。さらに、切断刃６の斜角６ｅの存在により切断屑７が切断刃の移動とともに押されて移動することにより櫛刃状治具５の外部に容易に排出することも可能となる。
【００２６】
切断刃６の先端６ｄは、櫛刃状治具５の上面を移動する切断刃の進行する方向の右辺６ｂに存在するように説明したが、左右どちらでも配置させれば良く、極板群４を傾斜させ極板耳部の切断屑７を落下させる場合には極板群の傾斜方向に対し切断刃の先端６ｄが上部の位置になるようにした形状の切断刃を用いることで、極板耳部の長辺２ｂが最後に切断される部分が高さ方向で下部に位置することになるため切断刃６の斜角６ｅに押されて切断屑７が容易に落下する。
【００２７】
このように構成することにより、極板耳部の高さに差異が存在していても容易に高さを揃えることができる。
【００２８】
なお、本発明の実施形態の説明においては、櫛刃状治具５上に突出する極板耳部に関して負極耳部２ａを切断することで均一な高さを得る内容で説明したが、正極耳部１ａをこの方法及び装置に適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、鉛蓄電池の極板群の極板耳部の高さを均一に揃えることができ、高い信頼性を有した溶接品質及び溶接棚部の軽量化を図るために極めて有効であり、その工業的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の極板群の耳部切断を示す説明図
【図２】図１の極板群の耳部切断を示すＡ−Ａ´断面図
【図３】本発明の傾斜極板群の耳部切断を示す説明図
【図４】本発明の反転極板群の耳部切断を示す説明図
【図５】本発明における櫛刃状治具と切断刃の要部上面図
【符号の説明】
【００３１】
１      正極板
１ａ    正極耳部
２      負極板
２ａ    負極耳部
２ｂ    長辺
３      セパレータ
４      極板群
５      櫛刃状治具
５ａ    間隙部
５ｂ    櫛部
５ｃ    尖端部
５ｃ´  隣接する尖端部
６      切断刃
６ａ    傾斜部
６ｂ    右辺
６ｃ    左辺
６ｄ    先端
６ｅ    斜角
７      切断屑
【図１】
2009252432.tif 000003
【図２】
2009252432.tif 000004
【図３】
2009252432.tif 000005
【図４】
2009252432.tif 000006
【図５】
2009252432.tif 000007