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JP3526730B2 - 鉛蓄電池用極板群体の製造装置 - Google Patents

鉛蓄電池用極板群体の製造装置

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JP3526730B2
JP3526730B2 JP24054797A JP24054797A JP3526730B2 JP 3526730 B2 JP3526730 B2 JP 3526730B2 JP 24054797 A JP24054797 A JP 24054797A JP 24054797 A JP24054797 A JP 24054797A JP 3526730 B2 JP3526730 B2 JP 3526730B2
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Japan
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mold
electrode plate
lead
strap
cooling
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邦夫 牧野
文明 瀬田
明俊 平松
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の極板を集積
形成した極板群上に各極板を接続するストラップをキャ
スト・オン・ストラップ方式により形成して鉛蓄電池の
極板群体を製造する鉛蓄電池用極板群体の製造装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池の極板群体は、図１１に示すよ
うに、セパレータ５を介して複数の正負両極の極板３を
交互に集積した極板群１０に、各極板３に突出形成され
た極板リード６上に正極板側、負極板側でそれぞれスト
ラップ２ａ、２ｂを形成して、各極板リード６をストラ
ップ２ａ、２ｂで連結接続することにより製造される。
【０００３】図１１に示す極板群体の場合は、ストラッ
プ２ａに隣接接続される極板群体と接続するためのセル
間接続部７、ストラップ２ｂに蓄電池の端子電極となる
極柱４が形成されている。このように形成された極板群
体は、図１２に示すように、複数個が鉛蓄電池の電槽４
５内に収容され、各極板群体のストラップ２ａ、２ｂの
間が接続されて所要出力電圧の鉛蓄電池として製作され
る。これらのストラップ２（２ａ、２ｂ）の形状は、鉛
蓄電池の品種や極板群１０の鉛蓄電池構成上の配設位置
等によって異なるので、以下の説明では形状の変化や正
負極性の如何にかかわらずストラップ２と呼称する。ま
た、以下に示す説明を明確にするため、複数の極板３を
集積した状態を極板群１０、この極板群１０にストラッ
プ２を形成した状態を極板群体１として呼称を統一する
ものとする。
【０００４】前記キャスト・オン・ストラップ方式によ
り、極板群１０にストラップ２を形成するための従来例
装置の構成を図１３に示す。ヒータ４２と冷却水パイプ
４１とが設けられ、ヒータ４２による加熱と冷却水によ
る冷却とが切り換えできるように構成され、形成するス
トラップ２の形状の凹部４３が形成された大型金型４０
を用いて、凹部４３内に挿入された極板リード６にスト
ラップ２を形成する。
【０００５】この大型金型４０をヒータ４２で１２０〜
１５０℃に加熱し、凹部４３内に溶融鉛を注入して、凹
部４３内に極板リード６を挿入する。溶融鉛と極板リー
ド６とが溶接されたところで、大型金型４０を冷却水に
よる冷却に切り換えることにより、注入された溶融鉛が
凝固するので、極板群１０を大型金型４０から引き離す
ことにより、極板群１０の各極板リード６を一体的に連
結接合してストラップ２が形成される。
【０００６】この従来例構成に対して、前記大型金型４
０をストラップ形成が可能な範囲に小型化して、その周
囲に配設した誘導加熱コイルによる電磁誘導加熱により
金型を加熱して加熱効率を向上させるもの（特開平６−
２９０７７０号または特開平８−２５５６０８号公報に
開示）、溶融鉛中に金型を沈めて金型内に所定量の溶融
鉛を満たし、その中に極板リードを挿入した後、空冷に
より冷却する工程を周回テーブルを一周させる間に行う
もの（特開平５−３０２８号公報に開示）等が提案され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キャス
ト・オン・ストラップ方式による従来の製造方法では、
金型内に注入した溶融鉛中に極板リードを挿入したと
き、あるいは極板リードが挿入された金型内に溶融鉛を
注入したとき、溶融鉛の温度が急激に低下してしまうた
め、これを見越して溶融鉛の温度を高くする必要があ
り、鉛酸化物が生じやすく不純物の混入した溶融鉛によ
りストラップが形成されてしまう問題点、急激な溶融鉛
の温度低下により極板リードとの溶接が安定してなされ
ない問題点があった。また、金型が大型であることや溶
融鉛を凝固させる際の冷却に適切な手段が講じられてい
ないため、ボイドが生じたストラップが形成されてしま
う問題点、あるいは冷却速度が遅く生産性を向上させ難
い問題点もあった。
【０００８】本発明は、上記従来技術に係る課題に鑑み
て創案されたもので、その目的とするところは、キャス
ト・オン・ストラップ方式により形成されるストラップ
を極板群上に高品質に形成して極板群体を製造する製造
装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願の第１発明の鉛蓄電池用極板群体の製造装置は、
複数の正負両極の極板をセパレータを介して交互に積層
して極板群を形成し、各極板に突出形成された極板リー
ドの正極列及び負極列それぞれを、ストラップ形状の鋳
型内に注入された溶融鉛中に挿入し、溶融鉛に極板リー
ドを融合させた後、鋳型を冷却することにより凝固した
溶融鉛により形成されたストラップによって極板リード
列を正負両極それぞれで一体的に連結接合した極板群体
として製造する鉛蓄電池用極板群体の製造装置におい
て、鋳型の底面の周縁に下向き方向の冷却フィンが形成
され、この冷却フィンに囲まれた中に冷却手段が配設さ
れ、冷却フィンより外側の鋳型周囲に電磁誘導コイルが
配設され、前記冷却手段が、鋳型の底面及び鋳型に形成
された前記冷却フィンに冷却水を拡散噴射するシャワー
ノズルにより形成されてなることを特徴とする。
【００１０】上記第１発明によれば、鋳型の底面の周縁
に下向き方向の冷却フィンが形成され、この冷却フィン
に囲まれた中に冷却手段が配設され、冷却フィンより外
側の鋳型周囲に電磁誘導コイルが配設されているので、
冷却フィン及び鋳型に冷却手段から冷却水を噴射したと
きの冷却効果が高く生産タクトを向上させることができ
る。また、冷却フィンは下向きに形成されているので冷
却水の水切れがよく、冷却後に加熱するときに残留する
水による加熱効率の低下を防ぐことができる。また、電
磁誘導コイルは冷却フィンを隔てた外側に配設されてい
るので、冷却水が付着しない。
【００１１】しかも冷却手段は、鋳型の底面及び鋳型に
形成された冷却フィンに冷却水を拡散噴射するシャワー
ノズルによって形成されているので、鋳型の底部に広範
囲に冷却水を散布して溶融鉛を鋳型の下方から冷却する
ので、溶融鉛の凝固が下方から上方に進行し、ボイド等
の空洞がストラップ内に形成されてしまうことがない。
【００１２】本願の第２発明の鉛蓄電池用極板群体の製
造装置は、複数の正負両極の極板をセパレータを介して
交互に積層して極板群を形成し、各極板に突出形成され
た極板リードの正極列及び負極列それぞれを、ストラッ
プ形状の鋳型内に注入された溶融鉛中に挿入し、溶融鉛
に極板リードを融合させた後、鋳型を冷却することによ
って凝固した溶融鉛により形成されたストラップによっ
て正負両極それぞれの極板リード列を一体的に連結接合
した極板群体として製造する鉛蓄電池用極板群体の製造
装置において、前記鋳型に電磁誘導コイル及び冷却手段
を設けて構成されたストラップ形成金型と、前記極板群
を保持してストラップ形成金型上に昇降移動させる極板
群昇降手段と、これらストラップ形成金型及び極板群昇
降手段を前記極板群にストラップを形成するための各工
程数に対応する数で搭載して周回軌道に沿って配置され
た各工程にストラップ形成金型及び極板群昇降手段を順
送りに周回させる周回駆動手段と、前記鋳型の温度検出
に基づいて前記電磁誘導コイルによる誘導加熱及び冷却
手段による冷却を制御すると共に各工程における各装置
及び前記周回駆動手段の動作を制御する制御手段とを具
備してなり、ストラップ形成金型が、鋳型の底面の周縁
に下向き方向の冷却フィンが形成され、この冷却フィン
に囲まれた中に冷却手段が配設され、冷却フィンより外
側の鋳型周囲に電磁誘導コイルが配設されてなり、冷却
手段が、鋳型の底面及び鋳型に形成された冷却フィンに
冷却水を拡散噴射するシャワーノズルにより形成されて
なることを特徴とする。
【００１３】上記第２発明によれば、第１発明と同様の
作用効果を得ることができる上に、次のような作用効果
を得ることができる。すなわち周回駆動手段はストラッ
プ形成金型と極板群昇降手段とを対にして搭載し、周回
軌道に沿って配設された各工程に順次移動させる。スト
ラップ形成金型が具備する鋳型は電磁誘導コイルにより
誘導加熱され、その温度は溶融鉛が鋳型に注入される工
程に移動するまでに溶融鉛の温度にまで予備加熱される
よう制御手段により制御されているので溶融鉛の温度低
下はなく、溶接工程において極板昇降手段により極板群
が下降して極板リードが溶融鉛中に挿入されたときにも
加熱は継続しているので、極板リードは溶融鉛に対し短
時間で融合状態となる。その後冷却手段により鋳型が冷
却されるので、溶融鉛は凝固して各極板リードを連結接
合したストラップが形成される。この極板群へのストラ
ップ形成は、ストラップ形成金型と極板群昇降手段に保
持された極板群とが周回軌道を順次移動し、１周回する
ことによって極板群体として完成される。
【００１４】
【００１５】
【００１６】上記発明において、鋳型は、電磁誘導の表
皮効果の大きい金属材料により薄肉形状に形成され、少
なくとも鋳型内面を熱伝導性のよい材料で被覆して形成
することにより、表皮抵抗が大きな金属材料によって誘
導加熱が効率的になされると共に、表皮効果に関与しな
い無駄な肉厚部を排除することにより抵抗加熱が効率的
になされ、熱伝導性が向上する。また、熱伝導性のよい
材料で鋳型内面を被覆することにより、熱伝導性の向上
により鋳型内を均一な温度に加熱することができる。ま
た、熱伝導性を向上させることは冷却時の冷却時間の短
縮ともなる。
【００１７】更に、鋳型は、４３０ステンレス鋼と熱伝
導性のよい材料との積層構造により形成することがで
き、表皮抵抗が大きな４３０ステンレスにより誘導加熱
の効率の高さに熱伝導性のよさを加えて、鋳型の効率的
加熱及び均一加熱を図ることができる。
【００１８】更に、電磁誘導コイルに誘導加熱電力を供
給する高周波電源は、ストラップ形成金型毎に配設して
構成することにより、個々の鋳型の温度調節が容易とな
る。
【００１９】また、周回軌道上を移動するストラップ形
成金型の電磁誘導コイルに印加する低電圧大電流を摺動
接触により供給するのは困難であるが、高周波電源への
電源電力供給を比較的高い電圧にすることにより小電流
で供給することが可能となり、移動するストラップ形成
金型個々への電力供給の構成を容易に行うことができ
る。
【００２０】更に、ストラップ形成金型に温度センサを
配設し、この温度センサの検出値に基づいて電磁誘導コ
イルに供給する高周波電力を制御するように構成するこ
とにより、周回軌道に配設された個々の鋳型の温度を個
別に制御することができ、各工程における温度を最適な
状態に調節することができる。
【００２１】更に、溶融鉛を鋳型内に注入する前に、鋳
型を補助加熱する補助加熱手段を設けて構成することに
より、鋳型の温度を溶融鉛の温度にまで速やかに上昇さ
せることができ、鋳型内に注入された溶融鉛の温度を低
下させないので、溶融鉛中に極板リードを挿入したとき
の融合が確実に安定してなされる。
【００２２】更に、補助加熱手段は、鋳型内に溶融鉛を
注入する前に鋳型の近傍に配設される電磁誘導コイルで
構成することにより、鋳型に設けられている電磁誘導コ
イルに補助加熱用の電磁誘導コイルによる誘導加熱が加
わるので、速やかに溶融鉛の温度にまで鋳型を温度上昇
させることができる。
【００２３】更に、補助加熱手段は、鋳型内に溶融鉛を
注入する前に鋳型の近傍に配設されるバーナにより構成
することにより、鋳型に設けられている電磁誘導コイル
による誘導加熱にバーナによる直接的な加熱を加えて、
速やかに溶融鉛の温度にまで鋳型を温度上昇させること
ができる。
【００２４】更に、補助加熱手段は、鋳型内に溶融鉛を
注入する前に鋳型の近傍に配設される加熱装置により構
成することにより、鋳型に設けられている電磁誘導コイ
ルによる誘導加熱にヒータや熱風放射、遠赤外線放射等
である加熱装置による加熱が加わるので、速やかに溶融
鉛の温度にまで鋳型を温度上昇させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、従来構成と共通する要素には同一の符号を付して、
その説明は省略する。
【００２６】図１は、本発明の実施形態に係る極板群体
の製造装置において、ストラップ形成金型１２を周回軌
道により各工程に順次移動させる構成を示す平面図で、
Ａ位置で装置内に搬入された極板群１０をＡ〜Ｆの順に
時計回りに一周させ、その間にキャスト・オン・ストラ
ップ方式により極板群１０にストラップ２が形成され、
極板群体１として製造できるように構成されている。
【００２７】設定された所定の時間間隔でＡ〜Ｆの順に
順送りに回転駆動される回転盤（回転駆動手段）９の外
周面には、ストラップ形成金型１２を保持する金型ケー
ス３０が６か所に等分配置されており、それぞれ前記回
転盤９の回転によりＡ〜Ｆの各位置に順送りに移動す
る。Ａ〜Ｆ各位置の、Ａ位置は極板群１０を装置内に搬
入する搬入位置、Ｂ位置は極板群１０の極板リード６に
フラックスを塗布するフラックス塗布位置、Ｃ位置はス
トラップ形成金型１２内の鋳型８をバーナ１４で加熱す
る補助加熱位置、Ｄ位置は溶融鉛吐出ノズル１７から前
記鋳型８内に溶融鉛を注入する溶融鉛供給位置、Ｅ位置
は極板群１０の極板リード６を鋳型８内に挿入して溶融
鉛と融合、冷却してストラップ２を形成するストラップ
形成位置、Ｆはストラップ２が形成された極板群体１を
装置内から搬出する搬出位置である。
【００２８】図２は、図１に示すＢ位置−Ｅ位置の断面
における各装置構成要素の上下方向の配設構成を示して
おり、配設位置の上方から、スリップリング２１、シー
ケンサ（制御手段）２２、温度調節器２３、高周波電源
２４が配設され、前記温度調節器２３及び高周波電源２
４は、６か所に配設されたストラップ形成金型１２それ
ぞれが各工程位置Ａ〜Ｆに移動したときの状態に対応し
た動作制御を行うことができるように、各ストラップ形
成金型１２に対応させてそれぞれ６基配置されている。
また、前記スリップリング２１は、回転駆動部２５によ
って回転駆動される回転盤９に搭載されて回転するシー
ケンサ２２、温度調節器２３、高周波電源２４に対する
電気的な接続を維持するものである。
【００２９】Ａ位置において装置内に搬入される極板群
１０は、回転盤９の鉛直方向に設けられた昇降レール１
９に昇降自在に支持された極板群保持アーム（極板群昇
降手段）２０に極板リード６を下向きにした倒立状態に
保持され、Ａ〜Ｆの各位置でシーケンサ２２により昇降
移動量が制御される前記極板群保持アーム２０により昇
降移動できるように構成されている。Ａ位置で搬入され
たときの昇降位置は図２に示すような上昇位置に保持さ
れている。
【００３０】前記ストラップ形成金型１２は、図３に示
すように、極板群１０の極板リード６の正極側列を連結
接合する正極側のストラップ２ａを形成するための凹部
１１ａが設けられた鋳型８ａと、極板リード６の負極側
列を連結接合する負極側のストラップ２ｂを形成するた
めの凹部１１ｂが設けられた鋳型８ｂとを極板群１０上
のストラップ形成間隔で配し、それぞれの凹部１１ａ、
１１ｂの周囲に、それぞれ電磁誘導コイル１５ａ、１５
ｂが配設される。図４は、前記鋳型８ａを裏面から見た
斜視図で、凹部１１ａの形状に沿って所定高さに冷却用
フィン２６が形成され、その外側に電磁誘導コイル１５
ａが配置される。
【００３１】尚、正極側、負極側で一対に形成されるス
トラップ２の形状は、鉛蓄電池の仕様や、極板群１０を
１セルとして、これを複数個組み合わせて鉛蓄電池とし
て構成する場合に、極板群１０が配設される位置によっ
て異なるので、図３に示す凹部１１ａ、１１ｂの形状は
一例にすぎない。図３では１対のストラップ２を形成す
るための２つの鋳型８ａ、８ｂがあり、それぞれの凹部
１１ａ、１１ｂの形状が異なるため、ａ、ｂの添符号を
付して区別したが、以降はこの認識のもとに２つの鋳型
８ａ、８ｂ及びこれに付随する各構成要素の区別符号を
付することなく説明する。
【００３２】図５は、ストラップ形成金型１２としての
構成を示すもので、図３のＧ−Ｇ線矢視断面に相当す
る。鋳型８のストラップ２の形状に形成された凹部１１
の壁面には接合金属層２７が施され、冷却用フィン２６
の外側には誘導加熱用の電磁誘導コイル１５、下部には
冷却水を拡散放出するシャワーノズル１６、凹部１１内
で凝固した溶融鉛を押し出す押し出しピン１８、１８が
それぞれ配設されている。
【００３３】前記鋳型８は、電磁誘導コイル１５による
誘導加熱に適した４３０ステンレスで形成され、凹部１
１に設けられる接合金属層２７は銅またはアルミニウ
ム、真鍮をメッキまたはクラッドにより形成する。誘導
加熱は周知の通り交番磁界中に配置された導体に生じる
渦電流が導体の抵抗によりジュール熱を発生することを
利用するもので、前記交番磁界を発生させるために高周
波電力を電磁誘導コイル１５に供給したとき、供給電力
の周波数が高くなるほど渦電流は導体の表面に集中して
流れる表皮効果を有しているため、加熱対象となる鋳型
８の材質は表皮抵抗が大きいもので形成すると加熱効率
が向上する。表皮抵抗が大きい素材として鉄系材料が多
く用いられるが、本実施形態に係る鋳型８では表皮抵抗
が他の鉄系材料に比しても格段に大きい４３０ステンレ
ス（１８−０）を使用して加熱効率の向上を図ってい
る。しかし、鉄系材料は熱伝導性が悪いので、生産効率
の向上のためには凹部１１内が素早く均一な温度に加熱
されるようにしなければならない。そこで、前記接合金
属層２７として熱伝導性に優れた材料を凹部１１内に設
け、凹部１１内の加熱の迅速化と均一化とを図ってい
る。尚、鋳型８は４３０ステンレスと銅等の材料とをク
ラッド等の手段により２層以上に接合した材料を用いて
全体を積層構造として形成することもできる。
【００３４】また、鋳型８は、その加熱が迅速になされ
ることが必要であると同時に、凹部１１に注入された溶
融鉛が各極板リード６と融合した後には、素早く冷却し
て溶融鉛を凝固させ、ストラップ２が形成された極板群
１０を取り出せるようにすることが生産効率を向上させ
る上で必要となる。この鋳型８を冷却する手段として、
冷却用フィン２６で囲まれた中に冷却水を噴射するシャ
ワーノズル１６が設けられている。このシャワーノズル
１６から噴射される冷却水は、鋳型８の底面から冷却用
フィン２６にわたって満遍なく散布されるので、鋳型８
はその底面から冷却され、フラックスの燃焼ガスなどが
凝縮鉛中に気泡として残るボイドを発生させることなく
ストラップ２が形成される。また、シャワーノズル１６
から噴射される冷却水は、冷却用フィン２６で遮られた
中で散布されるので、電磁誘導コイル１５に水が付着す
ることが避けられる。更に、鋳型８は溶融鉛を凝固させ
てストラップ２として取り出された後、次回のストラッ
プ形成に備えて再び電磁誘導コイル１５により誘導加熱
されるが、下向き形成された冷却フィン２６の構造によ
り、噴射された冷却水は速やかに開放された下方に流れ
落ち、冷却水の残留がないので加熱効率を低下させるこ
とがない。
【００３５】また、上記ストラップ形成金型１２の構成
は、図６に示すように構成することもできる。この構成
では、電磁誘導コイル１５に対面する周囲部分は４３０
ステンレスで形成し、鋳型８の内面及び中央部分は銅、
真鍮、アルミニウム等の熱伝導性に優れた材質により形
成している。更に、冷却速度を向上させるために冷却用
フィン２６ａを設けると共に、冷却水の噴射口を増加さ
せたシャワーノズル１６ａが設けられている。この構成
により、熱伝導性はより向上するので、加熱及び冷却の
効率はよくなり、生産性を高めることができる。
【００３６】上記構成になる極板群体の製造装置による
極板群体１の製造手順について、図１〜５を参照して説
明する。以下に説明する手順の動作は、図１に示すＡ位
置で装置内に搬入された極板群１０にストラップ２を形
成してＦ位置から極板群体１として装置外に搬出される
までの各工程の動作を予め設定された制御プログラムに
基づいてシーケンサ２２が各構成要素を制御することに
よってなされるものである。
【００３７】Ａ位置において、図示しない搬送装置によ
って供給されてくる極板群１０は、装置内に搬入されて
極板群保持アーム２０に保持される。
【００３８】Ｂ位置に移動して、極板群１０は極板群保
持アーム２０の下降により、極板群１０の下方から下向
きに突出する各極板リード６がＢ位置に配設されたフラ
ックス槽２９内に貯留されたフラックスに浸され、極板
群保持アーム２０の上昇によりフラックス槽２９から引
き上げられる操作がなされることにより、各極板リード
６にフラックスが塗布される。このように極板リード６
にフラックスを塗布しておくことにより、溶融鉛内に挿
入したとき極板リード６表面の酸化被膜が除去され、速
やかに且つ安定して溶融鉛に溶接される。
【００３９】Ｃ位置においては、Ｃ位置に配設されたバ
ーナ１４により鋳型８が加熱され、Ｄ位置で溶融鉛が注
入されるまでに鋳型８が溶融鉛の温度に達するように補
助的な加熱が実施される。各ストラップ形成金型１２に
設けられた電磁誘導コイル１５には、任意位置から高周
波電源２４から給電される高周波を印加して鋳型８を誘
導加熱することができるが、各鋳型８内に埋設された温
度センサ（熱電対）により検出された金型温度が所定温
度に満たないとき、ここでバーナ１４による補助加熱を
行うことにより、鋳型温度の上昇待ちの時間を排除して
回転盤９にる順送り速度を早めて生産タクトの向上を図
ることができる。尚、電磁誘導コイル１５による加熱
は、Ｅ位置で金型１２を冷却して極板群１０にストラッ
プ２が形成された直後から加熱を開始することができ
る。
【００４０】Ｄ位置において、充分に加熱されて溶融鉛
の温度になった状態の鋳型８内に、溶融鉛吐出ノズル１
７から所定量の溶融鉛が注入される。注入された溶融鉛
は鋳型８が溶融鉛温度に加熱されていることにより温度
低下せず、また電磁誘導コイル１５により加熱されてい
ることにより、所定温度が維持される。
【００４１】Ｅ位置において、極板群保持アーム２０の
下降により保持された極板群１０が下降し、極板リード
６が鋳型８内に挿入されることにより、フラックスが塗
布された極板リード６は溶融鉛に接することにより、そ
の表面が溶解して溶融鉛と融合される。この各極板リー
ド６が溶融鉛に融合した後、電磁誘導コイル１５による
加熱を停止すると共に、前記シャワーノズル１６から冷
却水を噴射させて鋳型８を冷却し、各極板リード６と一
体化した溶融鉛を凝固させる。次いで、溶融鉛が凝固し
たタイミングでシリンダ３１（図２参照）により押し出
しピン昇降台１３を上昇駆動させて、鋳型８の底部から
押し出しピン１８を鋳型８内に進出させ、同時に極板群
保持アーム２０により極板群１０を上昇させることによ
り、溶融鉛が凝固することにより形成されたストラップ
２が押し出され、極板群１０にはストラップ２が形成さ
れる。
【００４２】Ｆ位置において、極板群１０にストラップ
２を形成することによって完成された極板群体１は装置
外に搬出される。また、再びＡ位置に戻って上記製造工
程を繰り返すために、Ｅ位置で冷却された鋳型８の温度
を上昇させるべく電磁誘導コイル１５による鋳型８の加
熱を開始する。
【００４３】上記製造工程において、Ｃ位置における鋳
型８の補助加熱はバーナー１４を用いているが、図７に
示すように、Ｃ位置に配置したヒータ、熱風噴射等によ
る加熱装置３２を鋳型８上に下降させ、加熱装置３２に
より鋳型８を補助加熱することもできる。また、図８に
示すように、Ｃ位置に配置した補助加熱用の補助電磁誘
導コイル３３により、鋳型８を補助加熱することもでき
る。更に、図９に示すように、鋳型８の両端に電源３４
を接続して比較的大電流を流し、鋳型８が有する電気抵
抗を利用して直接抵抗加熱することもできる。
【００４４】このような補助加熱手段により電磁誘導コ
イル１５による加熱を補助して鋳型８をＤ位置で注入さ
れる溶融鉛の温度にまで温度を上げておくことによっ
て、Ｅ位置で鋳型８内の溶融鉛中に極板リード６が挿入
されるまで溶融鉛の温度を保つことができる。図１０
（ａ）は、Ｅ位置において溶融鉛中に極板リード６を挿
入して融合させるときの各部の温度変化の状態を、図１
３に示した従来装置による溶接時の状態（ｂ）と比較し
て示すもので、前記補助加熱手段による補助加熱及び電
磁誘導コイル１５による加熱が効果的に作用しているこ
とを示している。
【００４５】図１０（ａ）に示すように、溶融鉛の温度
は４００℃以下の低い温度に抑え、補助加熱により鋳型
８の温度を溶融鉛の温度にまで上昇させているので、鋳
型８に注入された溶融鉛の温度は低下しない。この状態
で極板リード６が鋳型８内に挿入されても大きな温度低
下はなく、電磁誘導コイル１５により継続的に温度調節
されているので、極板リード６は速やかに溶融鉛によっ
て融合される。この融合時間は最大３秒として状況に応
じて自由に設定が可能である。この融合時間の経過後、
電磁誘導コイル１５による加熱を停止すると同時に、シ
ャワーノズル１６から冷却水を噴射して速やかに鋳型８
の温度を低下させ、各極板リード６と溶融鉛を凝固させ
る。
【００４６】一方、図９（ｂ）に示す従来構成では、極
板リード６が挿入されたときの温度低下を見越して溶融
鉛の温度を５００℃以上にまで高くしておく必要がある
ため、鉛酸化物、所謂アゲカスの発生が避けられず、不
純物が混入した溶融鉛で融合されてしまうことになる。
また、低い温度の鋳型４３に溶融鉛が注入され、続いて
極板リード６が挿入されるので、溶融鉛の温度は急激に
低下していく一方であり、極板リード６の溶解が不安定
で溶接不良を生じさせる恐れが多分にある。
【００４７】以上説明した極板群体製造の各工程は、周
回軌道に沿って配設されているが、直線ライン状に配設
して、ストラップ形成金型１２及び極板群１０をライン
搬送するように構成することもできる。
【００４８】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、スト
ラップ形成金型は電磁誘導コイルを備えているので、溶
融鉛を冷却凝固させるとき以外は常時誘導加熱すること
ができ、周回軌道上に工程数に対応する数に配設された
各ストラップ形成金型が順次移動して、鋳型内に溶融鉛
が注入される工程、極板リードを融合させる工程に移動
するまでにこれに必要な温度に鋳型が加熱されており、
融合後には溶融鉛は冷却手段により速やかに冷却凝固さ
れて極板群にストラップが形成される。従って、周回軌
道上をストラップ形成金型と共に極板群を周回させるこ
とにより効率的な極板群体の製造を実施することができ
る。
【００４９】また、溶融鉛注入前に鋳型が溶融鉛の温度
に加熱されているように予備加熱制御することにより、
鋳型に注入された溶融鉛の温度低下がない。加熱されて
いない場合には温度低下を見越して溶融鉛の温度を高温
にしなければならないので鉛酸化物等の発生が避けられ
ず、不純物の混入した溶融鉛によってストラップが形成
されることになるが、このように鋳型温度を上げておく
ことによって溶接に必要な温度の溶融鉛を使用でき、鉛
酸化物等が混入しない品質のよい鉛によりストラップを
形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る極板群体の製造装置に
おけるストラップ形成金型の各工程への移動構成を示す
平面図。
【図２】図１のＢ−Ｅ位置の断面で上下方向の配置構成
を示す断面図。
【図３】鋳型の構成例を示す平面図。
【図４】鋳型の底面構造を示す斜視図。
【図５】ストラップ形成金型の構成を示す断面図。
【図６】ストラップ形成金型の別構成を示す断面図。
【図７】加熱装置による補助加熱手段を用いた状態を示
す断面図。
【図８】誘導加熱による補助加熱手段を用いた状態を示
す断面図。
【図９】直接抵抗加熱状態による補助加熱手段を用いた
状態を示す断面図。
【図１０】極板リード溶接時の温度変化を従来構成と比
較して示すグラフ。
【図１１】極板群体の構成例を示す斜視図。
【図１２】極板群体を組み合わせて構成された鉛蓄電池
の例を示す斜視図。
【図１３】従来技術によるキャスト・オン・ストラップ
方式でのストラップ形成の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 極板群体 ２ ストラップ ３ 極板 ６ 極板リード ８ 鋳型 ９ 回転盤（回転駆動手段） １０ 極板群 １２、１２ａ ストラップ形成金型 １４ バーナ（補助加熱手段） １５ 電磁誘導コイル １６、１６ａ シャワーノズル（冷却手段） １７ 溶融鉛吐出ノズル ２０ 極板群保持アーム（極板群昇降手段） ２１ スリップリング ２２ シーケンサ（制御手段） ２３ 温度調節器 ２４ 高周波電源 ２６、２６ａ 冷却用フィン ２７ 接合金属層 ３２ 加熱装置（補助加熱手段） ３３ 補助電磁誘導コイル（補助加熱手段） ３４ 電源（補助加熱手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 明俊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−3028（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−255608（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−290770（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−309257（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−176162（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/28 B22D 25/04

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の正負両極の極板をセパレータを介
    して交互に積層して極板群を形成し、各極板に突出形成
    された極板リードの正極列及び負極列それぞれを、スト
    ラップ形状の鋳型内に注入された溶融鉛中に挿入し、溶
    融鉛に極板リードを融合させた後、鋳型を冷却すること
    により凝固した溶融鉛により形成されたストラップによ
    って極板リード列を正負両極それぞれで一体的に連結接
    合した極板群体として製造する鉛蓄電池用極板群体の製
    造装置において、鋳型の底面の周縁に下向き方向の冷却フィンが形成さ
    れ、この冷却フィンに囲まれた中に冷却手段が配設さ
    れ、冷却フィンより外側の鋳型周囲に電磁誘導コイルが
    配設され、前記冷却手段が、鋳型の底面及び鋳型に形成
    された前記冷却フィンに冷却水を拡散噴射するシャワー
    ノズルにより形成されてなる ことを特徴とする鉛蓄電池
    用極板群体の製造装置。
  2. 【請求項２】 複数の正負両極の極板をセパレータを介
    して交互に積層して極板群を形成し、各極板に突出形成
    された極板リードの正極列及び負極列それぞれを、スト
    ラップ形状の鋳型内に注入された溶融鉛中に挿入し、溶
    融鉛に極板リードを融合させた後、鋳型を冷却すること
    によって凝固した溶融鉛により形成されたストラップに
    よって正負両極それぞれの極板リード列を一体的に連結
    接合した極板群体として製造する鉛蓄電池用極板群体の
    製造装置において、 前記鋳型に電磁誘導コイル及び冷却手段を設けて構成さ
    れたストラップ形成金型と、前記極板群を保持してスト
    ラップ形成金型上に昇降移動させる極板群昇降手段と、
    これらストラップ形成金型及び極板群昇降手段を前記極
    板群にストラップを形成するための各工程数に対応する
    数で搭載して周回軌道に沿って配置された各工程にスト
    ラップ形成金型及び極板群昇降手段を順送りに周回させ
    る周回駆動手段と、前記鋳型の温度検出に基づいて前記
    電磁誘導コイルによる誘導加熱及び冷却手段による冷却
    を制御すると共に各工程における各装置及び前記周回駆
    動手段の動作を制御する制御手段とを具備してなり、ス
    トラップ形成金型が、鋳型の底面の周縁に下向き方向の
    冷却フィンが形成され、この冷却フィンに囲まれた中に
    冷却手段が配設され、冷却フィンより外側の鋳型周囲に
    電磁誘導コイルが配設されてなり、冷却手段が、鋳型の
    底面及び鋳型に形成された冷却フィンに冷却水を拡散噴
    射するシャワーノズルにより形成されてなることを特徴
    とする鉛蓄電池用極板群体の製造装置。
  3. 【請求項３】 鋳型が、電磁誘導による表皮効果の大き
    い金属材料により薄肉形状に形成され、少なくとも鋳型
    内面を熱伝導性のよい材料で被覆して形成してなる請求
    項１または２に記載の鉛蓄電池用極板群体の製造装置。
  4. 【請求項４】 鋳型が、４３０ステンレス鋼と熱伝導性
    のよい材料との積層構造により形成されてなる請求項１
    〜３いずれか一項に記載の鉛蓄電池用極板群体の製造装
    置。
  5. 【請求項５】 電磁誘導コイルに誘導加熱電力を供給す
    る高周波電源が、ストラップ形成金型毎に配設されてな
    る請求項２記載の鉛蓄電池用極板群体の製造装置。
  6. 【請求項６】 ストラップ形成金型に温度センサを配設
    し、この温度センサの検出値に基づいて電磁誘導コイル
    に供給する高周波電力を制御するように構成されてなる
    請求項２または５記載の鉛蓄電池用極板群体の製造装
    置。
  7. 【請求項７】 溶融鉛を鋳型内に注入する前に、鋳型を
    補助加熱する補助加熱手段が設けられてなる請求項２記
    載の鉛蓄電池用極板群体の製造装置。
  8. 【請求項８】 補助加熱手段が、鋳型内に溶融鉛を注入
    する前に鋳型の近傍に配設される補助加熱用電磁誘導コ
    イルである請求項７記載の鉛蓄電池用極板群体の製造装
    置。
  9. 【請求項９】 補助加熱手段が、鋳型内に溶融鉛を注入
    する前に鋳型の近傍に配設されるバーナである請求項７
    記載の鉛蓄電池用極板群体の製造装置。
  10. 【請求項１０】 補助加熱手段が、鋳型内に溶融鉛を注
    入する前に鋳型の近傍に配設される加熱装置である請求
    項７記載の鉛蓄電池用極板群体の製造装置。
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