JPH1079253A - 鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はロータリー方式エキスパンド加工し
た格子の耐腐食性と機械的強度を向上させるとともに、
ロータリー方式エキスパンド加工によって得られる格子
体を鉛蓄電池の正極にも採用することを目的としたもの
である。 【解決手段】 鉛蓄電池の集電体にロータリー方式エキ
スパンド加工した格子体５の格子骨６に局部的ななじれ
のない部分を設けることにより、ロータリー方式エキス
パンド格子体の耐腐食性および機械的強度を向上させ、
鉛蓄電池の寿命特性を向上させることができる。

Description

【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
上させる必要から鋳造による生産より、鉛あるいは鉛合
金からなる薄板にエキスパンド加工を施すことにより連
続的に生産できるエキスパンド工法によるものが多くな
っている。

【０００３】このエキスパンド工法にはレシプロ方式と
ロータリー方式があるが、前者のレシプロ方式は金型を
プレス機により上下させ、間欠的に鉛薄板を金型に送り
込み加工を施す手段であるが、生産性を向上させるに
は、後者の回転する円筒形の金型に連続的に鉛薄板を送
り込んで加工するロータリー方式の方が有利であること
が知られている。

【０００４】このロータリー方式によるエキスパンド加
工は、特開昭５９−１８０９６８号公報に示すような製
造方法が一例として挙げられる。一般的なロータリー方
式エキスパンド加工の一例を図４に示す。

【０００５】図４において４１，４２は円板状鋸刃４１
ａ，４２ａを有する金型、４３，４４はエキスパンド展
開用のチェーン、４５は未加工の鉛薄板、４６は金型４
１，４２で加工した鉛薄板、４７はエキスパンド展開し
た鉛薄板を示す。

【０００６】以上のように構成されたロータリー方式エ
キスパンド加工装置について、以下その動作を説明す
る。

【０００７】まず図４に示すように、鉛あるいは鉛合金
からなる未加工の鉛薄板４５を移動させながら円板状鋸
刃４１ａ，４２ａを有する金型４１，４２で、図５に示
すように半円形状の格子骨４８，４９，結節部５０なら
びに切断部５１を形成する。なお、図５（ｂ）において
切断部５１は隣接する切断部と切断された部分の側面で
接続されるのであるが、図５（ｂ）においては接続部分
を説明上示さないものとしている。

【０００８】そして回転を同期させたモータ４３ａ，４
３ｂ，４４ａ，４４ｂで駆動させたエキスパンド展開用
のチェーン４３，４４に、加工した鉛薄板４６の両端を
挟み込み、加工部を網目状に展開させて鉛薄板４７とす
る。

【０００９】この後の工程においては、網目状にエキス
パンド展開した鉛薄板４７に鉛粉，硫酸等を練合したペ
ースト状の活物質を充填，切断することでロータリー方
式エキスパンド加工を施した格子体を用いた極板を生産
しているものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、図４および図５に示すように円板状鋸刃４１
ａ，４２ａを有する金型４１，４２で上下に切り込みを
入れて加工した鉛薄板４６が、駆動するチェーン４３，
４４等によりエキスパンド展開する時、格子体の結節部
５０が展開方向に倒れ込むように傾斜することにより、
格子骨４８，４９の中央部に局部的なねじれが発生して
いた。

【００１１】このため正極にロータリー方式エキスパン
ド格子体を使用した場合は、レシプロ方式で加工した格
子体と比較して、格子骨にねじれが発生していることに
より、格子骨４８，４９の断面積が小さくなるととも
に、この位置にストレスガ残留している結果、早期に格
子骨の侵食による断線が起こるため、電池としての寿命
が短く、酸化腐食がない負極にしか採用できないととも
に、格子骨のねじれた部分での機械的強度も低下すると
いう問題を有していた。

【００１２】本発明は、ロータリー方式エキスパンド格
子体の耐腐食性とともに機械的強度を向上させることに
より、レシプロ方式エキスパンド格子体に比較して寿命
において優る鉛蓄電池を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、鉛あるいは鉛合金からなる薄板を加工する
ロータリー方式エキスパンド金型において、結節部を成
形する部分の切り込み角度を変えることにより、格子骨
のねじれの原因となる結節部の展開方向への倒れ込む傾
斜を抑制することが可能となり、格子骨の局部的なねじ
れを解消することができる。そして、格子骨の局部的な
断面積が減少することを回避して、耐腐食性と機械的強
度を向上するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は請求項１に記載のよう
に、鉛あるいは鉛合金製の薄板をロータリー方式エキス
パンド加工機の回転している２つの金型間に挿入して、
ロータリー方式エキスパンド加工を施し、網目状に展開
した格子体の格子骨に局部的なねじれをなくした格子体
を極板に使用した鉛蓄電池は、レシプロ方式に比較して
生産性が良い利点を有しながら格子骨の機械的強度も大
きく、従って電池として寿命も長い。また請求項２に記
載のように、酸化腐食のある正極の格子体に採用するこ
とができる。

【００１５】なお、ロータリー方式エキスパンド加工は
従来より公知であるが、金型で鉛あるいは鉛合金製の薄
板に切り込みを入れる際、格子体の格子骨にねじれが発
生しないように結節部が展開時に展開方向に倒れ込む傾
斜をつけないようにすることにより、本発明は容易に実
施できる。

【００１６】

【実施例】本発明のロータリー方式エキスパンド加工に
使用する金型について図１を用いて説明する。図１にお
いて上下の金型１，２は、それぞれ１０枚の円板状鋸刃
１ａ，２ａが重なり合わないように、円板状鋸刃１ａ，
２ａの厚みと同じ長さの間隔をあけて組み合わせられて
おり、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、それぞれの凸
部同士３と凹部同士３ａ，３ｂが擦り合わされるように
構成されている。

【００１７】この金型１，２を回転させながら、その中
に鉛あるいは鉛−カルシウム−錫合金からなる薄板を通
過させることにより、切り込みを入れながら円板状鋸刃
１ａの凸部３は薄板を下方に押し出すように切断した部
分を延ばし、図５に示す格子骨４８に相応する略半円形
の格子骨に相当する部分を形成する。

【００１８】一方、下側の金型２は同様に、上側に切り
込みを入れながら円板状鋸刃２ａの凸部３は薄板を上方
に押し出すように切断した部分を延ばし、図５に示す格
子骨４９に相応する略半円形の格子骨に相当する部分を
形成する。

【００１９】この時、上下の円板状鋸刃１ａ，２ａの凹
部の片面には溝４ａが存在し、従って上の円板状鋸刃１
ａの溝４ａと下の円板状鋸刃２ａの溝４ａとの間には隙
間があり、この部分に薄板が挟まれると引き延ばされる
ことなく、下方向に略半円形が形成された格子骨と上方
向に略半円形に形成された格子骨との結節部を構成す
る。この結節部は図５における結節部５０に相応する。
一方、円板状鋸刃１ａ，２ａの凹部に存在し、溝４ａと
は凸部３を距てて平面４ｂがあり、上下の円板状鋸刃１
ａ，２ａが擦り合わされた結果、その部分の薄板は切断
されて切断部分が発生する。ちょうど図５に示す切断部
５１に相応するものである。

【００２０】次に、上記工程を経た鉛薄板は、従来例に
示した図４のように、同期させたモータ４３ａ，４３
ｂ，４４ａ，４４ｂにより駆動するチェーン４３，４４
に鉛薄板４６の両端を挟み込み、順次薄板を展開するこ
とにより平面状に格子骨が引き延ばされて行き、網目状
の長手方向に連続した図２に示す格子体５が形成され
る。

【００２１】この展開に際し、従来では図４，図５に示
すように、平面上に格子骨４８，４９は引き延ばされる
につれ、結節部５０が傾いていく。この時、結節部５０
の傾斜により、格子骨４８，４９自体に絞り込まれるが
力が働き、網目状に格子が形成された時点では、結節部
５０間の格子骨４８，４９はねじれた状態を生じる。

【００２２】この際に、結節部５０は当初にも傾斜した
状態にあるが、円板状鋸刃の凹部に存在する溝の切り込
み角度により、平面上に格子骨は引き延ばされる際の結
節部の倒れ込み角度が決定される。

【００２３】従って、本発明の実施例では、円板状鋸刃
１ａ，２ａの凹部３ａに存在する溝４ａの切り込み角度
を鈍角にすることで、結節部の倒れ込み角度を小さくす
ることができ、この結果として、格子骨６のねじれを減
少することができる。

【００２４】この時に、格子体５の中でも集電効果が高
い格子上枠骨付近には、腐食の減少および機械的強度の
向上を図ることが必要であるため、この部分では局部的
なねじれを解消させなければならず、そのため円板状鋸
刃１ａ，２ａの凹部３ａで、図２に示す結節部７を形成
する切り込み角度を、格子下部を形成する切り込み角度
よりも大きくすれば、格子骨６にねじれのないロータリ
ー方式エキスパンド格子体を得ることができる。

【００２５】この後の工程においては、鉛粉，硫酸等を
練合したペースト状の活物質を充填，切断することでロ
ータリー方式エキスパンド加工を施した格子体を用いた
極板を得ることができる。

【００２６】なお、図１に示す格子体５は、金型１，２
において、格子上部の枠骨から１刃目と２刃目の間で結
節部を形成するカッターの切り込み角度を大きくするこ
とで、格子骨６に局部的なねじれのない部分を設けたも
のである。

【００２７】本発明の実施例の品の耐腐食性を検討する
ための寿命試験を行った。試験電池は、本発明の実施例
によるロータリー方式エキスパンド格子体へ常法により
鉛粉，硫酸等を練合したペースト状の活物質を充填し正
極板としたものに、共通の負極板をポリエチレエンから
なるセパレータで袋詰めしたものを、セルあたり正極７
枚，負極８枚の構成で組み合わせ、希硫酸を電解液とす
る１２Ｖ，５５Ａｈの鉛蓄電池Ａを作製した。比較用と
して正極板に従来のロータリー方式エキスパンド格子体
を使用した鉛蓄電池Ｂおよびレシプロ方式によるエキス
パンド格子体を使用した鉛蓄電池Ｃを作製し、試験条件
として周囲温度が７５℃，充電１４．８Ｖ（定電圧）×
１０分，放電２５Ａ×４分を１サイクルとする寿命試験
を行った。寿命判定は４８０サイクルごとに３００Ａの
放電試験を行い、３０秒目に電圧が７．２Ｖ以下となっ
た時を寿命と判定した。その試験結果を図３に示す。

【００２８】この結果から、鉛蓄電池Ｂは約２０００回
で、鉛蓄電池Ｃは約４５００回で寿命になったのに対し
て、本発明の実施例である鉛蓄電池Ａは５０００回以上
の結果が得られた。

【００２９】以上のように、本発明のロータリー方式エ
キスパンド格子体を使用した鉛蓄電池は、従来のロータ
リー方式エキスパンド格子体を正極に使用した鉛蓄電池
と比べて約２．５倍寿命が長くなり、レシプロ方式によ
るエキスパンド格子体を正極とした鉛蓄電池よりも優れ
た寿命性能を有することがわかる。

【００３０】なお、同試験においては上骨から１刃目の
み、ねじれのない格子骨としたが、網目状に展開した領
域の全体にまで、ねじれのない格子骨を増やすことも可
能である。

【００３１】その結果、さらに格子骨の耐腐食性および
機械的強度に優れた格子体を得ることができるととも
に、電圧特性が向上した鉛蓄電池を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明はロータリー方式
エキスパンド加工した格子体において格子骨の局部的な
ねじれを解消することにより、格子骨の耐腐食性および
機械的強度に優れた格子を得ることができるとともに、
寿命特性，電圧特性の向上も図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】（ａ）本発明の一実施例におけるロータリー方
式エキスパンド加工装置の金型の斜視説明図 （ｂ）同、上側の金型の円板状鋸刃の要部斜視図 （ｃ）同、上側，下側の金型の円板状鋸刃が噛みあった
部分の要部斜視図

【図２】（ａ）同ロータリー方式エキスパンド格子体の
要部平面図 （ｂ）同要部拡大平面図

【図３】本発明の一実施例によるロータリー方式エキス
パンド格子体を正極とする鉛蓄電池と従来例による格子
体を正極とする鉛蓄電池の寿命試験結果を示した図

【図４】ロータリー方式エキスパンド加工装置の要部斜
視図

【図５】（ａ）従来のロータリー方式エキスパンド加工
により成形された鉛薄板の要部斜視図 （ｂ）同要部拡大斜視図

【符号の説明】

１，２，４１，４２ 金型 １ａ，２ａ 円板状鋸刃 ３ 凸部 ３ａ，３ｂ 凹部 ４ａ 溝 ４ｂ 平面 ５ 格子体 ６，４８，４９ 格子骨 ７，５０ 結節部 ５１ 切断部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 均 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 峯 英生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛あるいは鉛合金からなる薄板にロータ
   リー方式エキスパンド加工を施して網目状に展開した格
   子体において、局部的なねじれがない格子骨を有する格
   子体を極板に使用した鉛蓄電池。
2. 【請求項２】 網目状に展開し局部的なねじれがない格
   子骨を有する格子体を正極板の格子体に使用したことを
   特徴とする請求項１に記載した鉛蓄電池。