JPH0354431B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 活性電池ペーストを保持する電池プレートの
製造方法であつて、 平坦な金属製メツシユ要素１８の少なくとも一
部がプラスチツク中に埋設されるように成型加工
を行う工程と、 前記成型加工後に前記金属製メツシユ１８の露
出面に窪み部と隆起部の少なくとも一方を形成し
て各面の最も突出した部分間の距離である呼び厚
みを増加させる加工を行う工程とを備えたことを
特徴とする電池プレートの製造方法。

２ くぼみ部と隆起部の双方若しくは一方が圧延
工程により形成される請求の範囲１項に記載の方
法。

３ メツシユ要素１８内のくぼみ部と隆起部の双
方若しくは一方が当該要素の片側に隆起部を形成
し反対側に相補的なくぼみ部を形成する請求の範
囲１項又は２項に記載の方法。

４ メツシユ１８の露出部分に複数個の平行波型
が形成してある請求の範囲１項又は２項に記載の
方法。

５ 波型がフレーム１０の一方の縁部と平行にな
つている請求の範囲４項に記載の方法。

６ 成型プラスチツク・フレーム１０が矩形で複
数個の並置状のペースト受入れ領域７を形成する
一体構造成型分割要素を有し、前記各受入れ領域
７が内部に個々の金属製メツシユ要素１８を有
し、前記波型が分割要素１３と平行に形成されて
いる請求の範囲４項に記載の方法。

７ 熱可塑性材料で成型され、電池ペースト受入
れ領域７を有し、前記領域に架橋される金属製メ
ツシユ要素１８を備え、メツシユ要素の余剰部分
の少なくとも一部分が成型加工中にフレーム内に
埋設され、前記メツシユ要素がくぼみ部と隆起部
の双方若しくは一方の配列が内部に形成されてメ
ツシユ要素の伸張と当該メツシユ要素の各面の最
も突出した部分間の距離である呼び厚みの増加が
与えられている電池プレート・フレーム１０。

８ フレーム１０内に複数個の並置状ペースト受
入れ領域７を形成すべくフレームの対向両側部１
１，１２とこれに平行に配設された複数個の分割
要素１３を有し、各電池ペースト受入れ領域が当
該領域に拡がり、前記ペースト受入れ領域の少な
くとも２個の対向側部を形成するフレームの該当
部分内へフレームの成型加工中に埋設される金属
製メツシユ要素を有し、各メツシユ要素はくぼみ
部と隆起部の双方若しくは一方の配列が内部に形
成されてメツシユ要素の伸張と当該メツシユ要素
の各面の最も突出した部分間の距離である呼び厚
みの増加が与えられていることを特徴とする電池
プレート・フレーム。

９ くぼみ部と隆起部の双方若しくは一方が複数
個の平行波型の形態になつている請求の範囲７項
又は８項に記載の電池プレート。

１０ 電池プレートを延在経路に沿つて給送する
装置４０，４１と、前記経路に沿つてプレートが
移動する際当該プレートの金属製メツシユ要素と
係合し、メツシユ要素の少なくとも一部分にくぼ
み部と隆起部の双方若しくは一方の配列を形成す
る装置２０とを備えた電池プレート製造装置。

１１ くぼみ部と隆起部の双方若しくは一方を形
成する装置が、プレートが前記経路に沿つて移動
する際メツシユ要素の少なくとも前記部分が一対
のローラの間を当該ローラに係合して通過するよ
う配列された一対のローラ２０であり、当該ロー
ラの表面が前記くぼみ部と隆起部の双方若しくは
一方を当該メツシユ要素内に形成する形状になつ
ている請求の範囲１０項に記載の装置。

１２ ローラ２０の表面が、メツシユ要素の前記
の前記部分の片側にくぼみ部を、当該メツシユ要
素の反対側にそれと対応する隆起部を形成する形
状になつている請求の範囲１１項に記載の装置。

１３ ローラ２０がメツシユ要素１８の前記部分
に複数個の波型を形成する形状にされている請求
の範囲１１項に記載の装置。

１４ ローラ２０がローラ間の間〓を変化させる
よう相互に対し相対的に移動自在であり、当該経
路に沿つた両ローラ間でのプレートの移動に対し
タイミングをとりながら間〓を選択的に増減させ
る装置５４を設けたことを特徴とする請求の範囲
１１項ないし１３項のいずれかの項に記載の装
置。

明細書 本発明は、二次電池用プレート及び当該二次電
池用プレート製造方法並びに製造装置に関するも
のである。

活性電池ペーストに対する支持を与えるため、
フレームの領域に亘る金属製メツシユを熱可塑性
材料の周縁フレームに導入した多セル型二次電池
用のプレートを作成することが提案されている。
当該特定のプレートを製造する場合、金属製メツ
シユが当該プレート用の電流コレクトとして作用
することも好都合である。金属製メツシユの周縁
部又は当該周縁部の一部分の周りにフレームのプ
ラスチツク材料を成型加工することによりフレー
ムとメツシユの組立体を作成することが提案され
ている。

こうした組立体を作成する場合には、成型加工
後のフレームの熱収縮が原因で諸問題が生じてい
た。この収縮は金属製メツシユの座屈又は歪みを
しばしば引起し、それが金属製メツシユへのペー
ストの塗布、特に金属製メツシユの開口部を通る
ペースト材料の流れが促進されるといつた諸問題
を引続き生じさせている。

従つて、本発明の目的は金属製メツシユの座屈
という問題を克服する、前述した一般的構造に対
する電池プレートおよびその製造方法および電池
プレートの製造装置を提供することである。

この目的達成の観点から、本発明によれば、活
性電池ベーストを保持する電池プレートの製造方
法であつて、平坦な金属製メツシユ要素の少なく
とも一部がプラスチツク中に埋設されるように成
型加工を行う工程と、前記成型加工後に前記金属
製メツシユの露出面に窪み部と隆起部の少なくと
も一方を形成して各面の最も突出した部分間の距
離である呼び厚みを増加させる加工を行う工程と
を備えたことを特徴とする電池プレートの製造す
る方法が提供される。

また、本発明によれば、熱可塑性材料で成型さ
れ、電池ペースト受入れ領域を有し、前記領域に
拡がる金属製メツシユ要素を備え、このメツシユ
要素の余剰部分の少なくとも一部分が成型加工さ
れたフレーム内に埋設され、前記メツシユ要素が
くぼみ部と隆起部の双方若しくは一方の配列が内
部に形成されてメツシユ要素の伸張と当該メツシ
ユ要素の各面の最も突出した部分間の距離である
呼び厚みの増加が与えられている電池プレートが
提供される。

さらに本発明によれば、電池プレートを延在経
路に沿つて給送する装置と、前記経路に沿つてプ
レートが移動する際当該プレートの金属製メツシ
ユ要素と係合し、メツシユ要素の少なくとも一部
分にくぼみ部と隆起部の双方若しくは一方の配列
を形成する装置とを備えた電池プレート製造装置
が提供される。

本明細書において、『メツシユ要素の呼び厚み』
という用語は、メツシユの対向両面側の隆起部の
最尖端で測定した厚みを意味している。最尖端部
分の高さが均一でない場合は、呼び厚みはメツシ
ユ要素の対向両面部の最尖端部の平均高さを測定
した厚みとなる。

メツシユ要素の露出部分には圧延工程又はプレ
ス工程を行なつてその露出部分にくぼみ部と隆起
部の双方若しくは一方を形成することが好まし
い。メツシユ要素を形成する場合、当該要素の片
側に隆起部を設け、反対側にそれと補合するくぼ
みを設けることが簡便に行なわれる。

好適な形態においては、メツシユ要素は波状形
をその露出部分に形成することで当該メツシユ要
素のいずれか一方の側から見た時に谷部分と隆起
部分が交互に一連の状態で形成される形成工程を
受ける。波形部分は圧延工程によつて簡便に形成
出来る。

くぼみ部と隆起部の双方若しくは一方を形成す
ることで得られるメツシユ要素ののびにより、メ
ツシユ要素の周りでのフレームの成型加工中に生
じる伸縮の結果発表するメツシユ要素の座屈は全
て除去される。隆起部とくぼみ部の双方若しくは
一方の形成はフレームの平面に対して相対的に制
御できることから形成工程後にメツシユはフレー
ムの平面に対し相対的に作動関係的に位置付けら
れ、そのため活性ペースト材料を容易に塗布する
ことが出来る。

１つの好適な形態においては、フレーム内に複
数個の並置状ペースト受入れ領域を形成するため
フレームの２個の対向側部に対して平行に配設さ
れた複数個の分割要素を有する熱可塑性材料で成
型加工した電池プレート・フレームが提供され、
各電池ペースト受入れ領域は当該領域に拡がり、
フレームの成型加工中にペースト受入れ領域の少
なくとも２個の対向側部を形成するフレームの部
分内に埋設され、各メツシユ要素はメツシユ要素
の伸張と当該メツシユ要素の呼び厚みの増加を目
的としてフレームの成型加工後にくぼみ部と隆起
部の双方和若しくは一方の配列を有している。

各メツシユ要素は簡便には圧延工程によつて波
型形状に形成するのが好ましい。

波型形状は一対のローラの間を通すことにより
前述の複数個の並置状ペースト領域を有するフレ
ロームのメツシユ要素に付けることが出来る。ロ
ーラにはメツシユ要素に所望の波型形状を付ける
ような輪郭にされた周縁面が備えられ、且つフレ
ームの反対側とそのフレームの分割部分が波型形
成作用を受けないよう通過せしめる周縁溝が備え
られている。フレームがローラの間を通過する際
ローラの軸線に平行になつているフレームの端部
部分もローラによる波型形成作用を受けないよ
う、ローラを貫通するフレームの一連の動きに応
じてローラを開閉するための適当な検出装置が設
けてある。

本発明については、添附図面に図示したよう
に、電池プレート・フレームの或る実際的な配列
とフレームのメツシユ内に波型を形成する装置に
関する以下の説明から一層容易に理解されよう。

第１図は電池フレームの斜視図である。

第２図は第１図に示したフレームの部分及びフ
レームのメツシユ要素に波型を付けるため使用さ
れるローラ対の部分横断面図である。

第３図は第１図に示したフレームのメツシユ要
素に波型を付けるため使用される機械を部分的に
断面で示す斜視図である。

ここで図面の第１図を参照すると、フレーム１
０は対向側部部材１１，１２、当該側部部材に平
行で、幅の等しい６個のペースト受入れ領域７を
形成すべく等距離に離隔した５個の分割要素１３
を含む。境界のフレームには各々上下両端部部材
１４，１５とペースト領域上方部材１７も備えら
れ、当該各部材は平行で側部部材１１，１２の間
に延在している。

各ペースト受入れ領域７には当該領域を完全に
拡がり、その周辺部に沿つてフレームの隣接部分
内に埋設された金属製メツシユ要素１８が備えて
ある。当該フレームは、金属製メツシユ要素を型
内に位置付け、メツシユ要素上に現場で熱可塑性
材料を成型加工することによりフレーム１０を形
成することで作成される。

第１図に示したフレームは特に米国特許 第3941615号及び同 第4022951号に開示された構造の電池に使用する
よう設計されている。この電池に供するフレーム
においてフレームの選択された分割要素１３をメ
ツシユ要素が貫通延在するが、この事実は本発明
とは無関係である。しかしながら、本発明は電池
ペースト材料を支持する目的を備えた金属製メツ
シユ要素にプラスチツク製フレームが成型加工さ
れるような、その他の形式の電池に使用される他
のフレーム構造に適用可能であることを理解すべ
きである。

第２図から理解される如く、各メツシユ要素に
フレームの側部１１，１２及び分割要素１３と平
行に延在する一連の交互のくぼみ部と隆起部を設
け得る。これらの波型は第３図に図示されている
機械の一部分を成す第２図に図示されたローラ対
２０にフレームを貫通させることにより形成され
る。

ローラ対２０のローラには各々間に環状切欠き
２２を定める軸方向に隔置せる部分２１が６個備
えてある。環状切欠き２２の間の中心距離はフレ
ームの分割要素１３の間隔と等しい。切欠きの幅
と深さもローラが工程位置にあつて波型をメツシ
ユ要素１８に付ける際分割部材１３が自由に切欠
き内に受入れられて、分割部材１３に半径方向の
圧力が何らかからないような値になつている。

各ローラ２０の各部分２１には間に溝を備えた
複数個の周縁隆起部２４が設けてある。上側ロー
ラの隆起部２４は使用時に下側ローラの隆起部と
相互に嵌合するよう当該下側ローラの隆起部に対
し相対的に偏つている。上側、下側両ローラの軸
線は相互に嵌合する隆起部２４の相補面の間の間
〓が実質的にメツシユ要素の厚みに等しくなるよ
う使用時に隔置されている。

メツシユ要素１８は第１図に示す如く最初は平
坦に作成され、各縁部上の余剰部分がフレーム内
に埋設された状態で個々の受入れ領域７に拡がる
幅と長さに作成してある。引続き波型をメツシユ
要素に付けることによつて当該波型に対し横方向
に測定したメツシユ要素の全長が増加する。この
増加は波型を付けるローラの作用によりメツシユ
要素を伸張させることで達成される。

従つてフレームの作成中にメツシユ要素の不規
則な撓みがあつた場合にはローラにより付けられ
る波型はその不規則な撓みを規則的な波型に再位
置付けすることになる。又、波型付けローラの作
用でメツシユ要素の平面はフレームの中央面に対
し相対的に正確に位置付けられることになる。

波型の高さは波型の高起部がフレームへのペー
スト塗布時に電池プレートのペースト材料内にあ
るよう境界フレームと当該フレームの分割要素の
厚み以下であることが好ましい。

ここで図面の第３図を参照すると、フレームの
メツシユ要素に波型を付ける機械は対を成す波型
付けローラ２０と共に２対の給送ローラ４０，４
１を含む。給送ローラの各対のローラは支持構造
４３上に設置された軸受内に支持されている。各
対のローラは個々の歯車列４４で駆動連結され、
各対の一方のローラはベルト、プーリー駆動装置
４５により連結される。従つて、給送ローラは全
て同時に回転し、歯車列は１対１の比率を有する
ことから給送ローラは全ての同一速度で回転す
る。

各対の給送ローラの各ローラにはフレーム側部
部材１１，１２及び分割要素１３と係合するよう
軸方向に隔置された周縁隆起部４７が７個所設け
てある。従つてフレームは側部部材と分割要素の
みに給送ローラが係合することで本機械中を給送
される。

波型付けローラ２０の構造については第２図を
参照しながら前に説明した。下側の波型付けロー
ラ２０ａは支持構造４３上に設置された軸受けの
固定水平軸線上に設置してある。上側の波型付け
ローラ２０ｂは波型付けローラの開閉を目的とし
下側ローラ２０ａに対する相対的な上昇、下降運
動を行なうよう設置してある。上側波型付けロー
ラの垂直運動は支持構造と上側ローラ軸受５５の
間に接続された一対の空圧シリンダー５４（一方
のみが図示してある）により制御される。空圧シ
リンダー５４はローラの間のフレーム１０の動き
に応じた制御されたタイミングでローラ２０ｂを
移動させるよう作動される。

シリンダー５４の工程は給送ローラを通過する
フレーム１０の運動経路に沿つた支持構造４３上
に載置された検出器５６，５７により制御され
る。検出器５６，５７はフレーム１０の対向側部
に設けられたラグ１０ａの１つによつて動作され
るよう配列されている。

上下両部材１４，１５及びペースト領域上方部
材１７はメツシユ要素１８に適用されるのと同様
に波型付けローラ２０の作用を受けた場合には著
しく損傷されることになる。そのため波型付けロ
ーラは上方部材１４とベースト領域上方部材１７
をフレーム１０が機械中を移動するに伴なつて自
由に両部材間を通過出来るよう垂直に離隔されて
いる。

検出器５６は、空圧シリンダ５４を工程させて
上側ローラ２０ｂをフレームのメツシユ要素１８
上に下げるよう、ペースト領域上側部材がローラ
２０を通過した際にラグ１０ａによつて動作され
る。ローラはフレームの下側部材１５がローラ２
０の間に入る態勢になり、その時点でラグ１０ａ
が検出器５７を動作させシリンダ５４を工程させ
て上側波型付けローラ２０ｂを上昇させる迄、そ
の位置にとどまる。次に、フレームの下側部材１
５は両ローラを通過し、両ローラは当該フレーム
の上側部材１４とペースト領域上側部材１６が両
ローラを通じてペーストを受入れた後、次のフレ
ームのラグ１０ａが検出器５６を動作させる迄開
いた状態にとどまる。次にシリンダ５４はローラ
２０ｂを下げてメツシユ要素の波型付けを実施す
る。

支持構造４３により支承せる軸受６１で支持さ
れた一対の平坦化ローラ６０はフレームが波型付
けローラを離れる給送ローラ４１から隔置して位
置付けられている。ローラ６０は歯車列６３によ
つて駆動連結され、ベルト、プーリー駆動装置６
４によつてローラ４１に連結されている。電動機
６５はベルト、プーリー駆動装置６６によつて平
坦化ローラ６０に連結され、従つて電動機６５は
給送ローラ４０，４１の両方の対及び平坦化ロー
ラ６０を駆動する。

平坦化ローラ６０は滑らかな円筒面を有し、給
送ローラによる与えられる長さ方向でフレームが
曲がる傾向に逆らうよう設けてある。

図面を参照して説明した本機械は第１図に図解
された電池ペースト支持フレームと併用するよう
特別に設計されたローラを含んでいるが、適当な
波型付けローラと給送ローラがその他のペースト
支持フレームに適合していることを理解すべきで
ある。又、滑らかな円筒状給送ローラを給送ロー
ラ４０，４１の代替に使用可能であることも理解
すべきである。

以上のように本発明により二次電池用プレート
はプラスチツクフレームが形成された金属メツシ
ユにくぼみと隆起の少くとも一方が形成されてい
るため、金属メツシユの収縮や座屈を除去でき、
かつ活性電池ペーストの保持特性を向上させるこ
とができる。

また、本発明による二次電池プレートの製造方
法によれば、プラスチツクフレームのメツシユ上
に形成した後、メツシユにくぼみと隆起の少くと
も一方を形成する加工を行うようにしているの
で、上記二次電池用プレートを容易に製造するこ
とができる。

さらに、本発明による二次電池プレートの製造
装置はプレートの移送の際に金属メツシユと係合
してくぼみ部と隆起部の少くとも一方を形成する
装置を備えているので上記プレートを容易に製造
することができる。