JPH06292943A - 鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 格子体の特性が良好でかつ製造能率の高い鉛
蓄電池用格子体の連続鋳造装置を得る。 【構成】 一平面に格子体の形状を彫り込んだ多数の短
冊状鋳型を蝶番機構によって環状に連結した一対の鋳型
ＡおよびＢをそれぞれ一対のスプロケット５、５’およ
び６、６’間を同期して循環するように配置し、上記ス
プロケット間の直線部分において対向する複数個の短冊
状鋳型の背面を常に押圧して一対の合わせ鋳型を形成せ
しめるとともに、合わせ鋳型の進行方向が低くなるよう
に環状鋳型を傾斜させた構造であって、隣接する短冊状
鋳型間を連絡する横方向の連絡溝にくぼみを設けた鉛蓄
電池用格子体の連続鋳造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池用格子体の連続
鋳造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池用の格子体は一般的に重力鋳造
法または機械加工法によって製造されている。重力鋳造
法はブックモールドと呼ばれる格子体の形状を彫り込ん
だ一対の合わせ鋳型に溶湯を流し込んで図８（Ａ）に示
すような形状の格子体を１枚ずつ製造する方法である。
この方法では格子体の製造がバッチ式であるため格子体
の生産能率が悪く、また、あと工程であるペースト充填
工程とのつながりを連続にできない欠点がある。

【０００３】そのため近年従来の重力鋳造法にかわる格
子体の製造方法として機械加工法が採用されるようにな
った。この機械加工法の代表的なものにエキスパンド方
式による格子体の製造方法がある。この方式によって製
造された格子体は図８（Ｂ）に示すような形状であっ
て、あと工程とのつながりも連続的にできるため極板の
生産性は著しく向上したが、その反面次のような欠点が
あった。

【０００４】まずエキスパンド格子を製造するためには
鉛合金の地金を圧延などの方法によってシート状にしな
ければならない。ついでこの鉛合金シートを展開機にか
けてエキスパンド格子に加工するわけであるが、鉛合金
シートの製造やその展開に非常に大がかりな装置が必要
となる上に、この方式で製造できる格子体はおもに鉛ー
カルシウム合金に限られ、通常鉛蓄電池によく用いられ
る鉛ーアンチモン合金に適用するのは難しい。さらに致
命的な欠点は図８（Ｂ）の格子形状から容易に推察でき
るように、格子体が非常に伸びやすいという点である。
とくに、エキスパンド格子を正極板に用いた場合は電池
の充放電による格子の著しい伸びで、正極板が負極スト
ラップに接触して短絡を起こし、電池の寿命が短いとい
う欠点があった。また、格子体の電気抵抗が大きく、電
池の電圧特性が悪いという欠点もある。

【０００５】そこでこれらの欠点を解決するために提案
されたのが鋳造法による連続的な格子体の製造方法であ
る。これまでにも種々の考案がなされているが、例えば
米国特許第４，３４９，０６７号によれば、格子体の形
状を彫り込んだ回転ドラムにシューと称する溶湯供給部
を当接し、該ドラムとシューとの間に形成された鋳型の
溝を溶湯で満たして連続的に格子体を鋳造する装置が記
載されている。従来の提案はいずれも基本的には上述し
た方式によっているが、なお、いくつかの欠点を有して
いる。

【０００６】すなわち、この方式で鋳造される格子体
は、その形状がドラムの外周に彫り込まれているだけで
あるから、図７に示すような断面形状となり、この形状
から予想されるように、図６に示す断面形状を有する従
来の合わせ鋳型を用いた重力鋳造法による格子体に比べ
て、充填したペーストが脱落しやすいという欠点があっ
た。

【０００７】また、溶湯の供給部であるシューは固定さ
れているため、ドラムはシューに対して摺動しながら回
転することになり、製造された格子体のシュー面側には
多数の鋳巣が生じ、とくに正極板に使用した場合には格
子の腐食が著しいため、やはり寿命性能のよい電池が得
られないという欠点があった。

【０００８】さらに、上記の連続鋳造法では鋳型に供給
された溶湯の冷却が困難なため、Pb-Ca 系合金やPb- 低
Sb系合金など比較的凝固範囲の狭い鉛合金の格子体しか
製造できず、また、厚みの大きな格子体の製造はできな
いという欠点もあった。

【０００９】これらの欠点を解消し、特性の良い格子体
を連続的に効率よく生産するために様々な考案がなされ
ている。例えば、特開平３−１２８１５０によれば、一
平面に格子体の形状を彫り込んだ多数の短冊状鋳型を蝶
番機構により環状に連結した鋳型を合わせ鋳型として、
短冊状鋳型内に溶湯を連続的に供給することにより、上
述した従来のバッチ式合わせ鋳型で鋳造できる特性の格
子体を連続的に製造する装置が記載されている。この装
置で製造された格子を用いた極板は機械加工法やドラム
を用いた連続鋳造法で作製した格子を用いたものに比べ
性能が良い。

【００１０】鉛蓄電池用ペースト式極板の製造は、酸化
鉛が６０〜８０％、残部金属鉛からなる鉛粉の一定量に
濃度既知の希硫酸を一定量加えて混練した蓄電池用ペー
ストを鉛合金性格子体に充填し、熟成をほどこして製造
されている。従来、鉛蓄電池用極板の製造に用いられて
きたペースト充填装置は例えば特公昭４８−４０９２８
号公報に示されているように、内部に一対のロールと攪
拌機を備えたホッパーの下をベルトコンベアによって供
給されている格子体を通過させてペースト充填するよう
になっている。ペースト充填量の調整は、ホッパー出口
で充填極板の厚みを調整することによっておこなってい
る。

【００１１】これまでの環状鋳型式連続鋳造機で作製し
た格子体に上記の充填装置でペースト充填をおこなった
極板は、図９（Ａ）に示すようにベルト側の面までペー
ストが十分にまわり込まず、格子体が活物質から露出
し、ペースト充填量が少なくなるという問題がよく起こ
った。図９は極板の断面図で（Ａ）は充填状態の良くな
い場合で２７はペースト、２８は格子小棧、２９は格子
親棧である。

【００１２】上述した問題は格子体がベルトに密着して
いるためベルト側の面までペーストが充填しにくいこと
が原因であった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の鉛蓄電池用格子体製造法では製造能率が悪かったり、
製造能率が良くても格子体の特性が悪いものであった。
このような従来の欠点を解消し、いかにして特性のよい
格子体を連続的に効率よく生産し、充填状態の良好な極
板を簡便に製造するかが本発明によって解決しようとす
る課題である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一平面に格子
体の形状を彫り込んだ多数の短冊状鋳型を蝶番機構によ
って環状に連結した一対の鋳型をそれぞれ一対のスプロ
ケット間を同期して循環するように配置し、上記スプロ
ケット間の直線部分において対向する複数個の短冊状鋳
型の背面を常に押圧して一対の合わせ鋳型を形成せしめ
るとともに、合わせ鋳型の進行方向が低くなるように環
状鋳型を傾斜させ、隣接する短冊状鋳型間を連絡する横
方向の連絡溝にくぼみを設けた鋳型とし、この鋳型内に
溶湯を連続的に供給することにより、上述した従来のバ
ッチ式合わせ鋳型で鋳造できる特性をもつ格子体を連続
的に製造することを可能にし、かつベルトコンベア上を
搬送させる格子体に上部よりペーストを押し込み、つい
でベルトとベルト上部に配置した厚み調節板とのあいだ
に該格子体を通過させることにより、ペースト量を調整
する構造のペースト充填装置を用いて充填する場合、充
填状態の良好な極板を簡便に製造できる格子体を供給で
きるものである。

【００１５】

【実施例】図１は本発明による鉛蓄電池用格子体の連続
鋳造装置本体の平面図およびそのＤ−Ｄ断面図である。
図において１は短冊状鋳型であって、その一平面には格
子体の形状が彫り込まれている。その背面は隣接する短
冊状鋳型と蝶番機構により連結するためのチェーンの１
コマ２が取り付けてあり、これによって多数の短冊状鋳
型が連結されて環状の鋳型Ａを形成している。３および
４もそれぞれ同じ構成の短冊状鋳型およびチェーンの１
コマであって、環状鋳型Ａと対になる環状鋳型Ｂを形成
している。一対の環状鋳型ＡおよびＢはそれぞれ一対の
スプロケット５、５’間および６、 ６’間を同期して循
環するようになっている。

【００１６】上記一対のスプロケット間の直線部分７に
おいては、環状鋳型ＡおよびＢを相互に圧接せしめて合
わせ鋳型を構成するとともに、環状鋳型はＤ−Ｄ断面図
に示すように、鋳型の進行方向が低くなるよう水平面に
対してθの角度で傾斜させてある。

【００１７】ここで図１のＣーＣ断面を示す図２によっ
て短冊状鋳型をさらに説明すれば、同図において１およ
び３は短冊状鋳型であって、８および９は格子体形状の
彫り込み溝である。短冊状鋳型１および３の格子体形状
彫り込み面側上端は斜めに切削した部分１０および１１
が設けてあり、一対の短冊状鋳型を相互に圧接した状態
ではＶ字形の溝を形成する。１２、１３はそれぞれ一対
の短冊状鋳型１および３によって形成される合わせ鋳型
がずれないように固定するためのピン穴とピンである。

【００１８】鋳型１および３の背面左右にはコ字状の凹
部に取り付けた滑車１４、１４’および１５、１５’が
あり、鋳型１は固定板１６上のＶ字形レール１６’上
を、鋳型３はそれを押圧するためのエアーシリンダー１
７を介して固定板１８に取り付けた可動板１９のＶ字形
レール１９’上をそれぞれ滑らかに移動しうるようにな
っている。

【００１９】２、２’および４、４’はそれぞれ短冊状
鋳型１および３の上下に取り付けたチェーンの１コマで
あって、これによって多数の短冊上鋳型を連結する。２
０は鋳型を加熱するための装置である。溶湯の供給は図
１における鋳型の直線部分７に入った所に設ける。しか
し、適切な位置でないと一対の短冊状鋳型が合わせ鋳型
を形成するまでに溶湯が流入して漏れる危険性があるの
で、溶湯供給口１２の位置には注意が必要である。

【００２０】前述したように環状鋳型を水平面に対して
傾斜させたのは、合わせ鋳型を形成する直前の短冊状鋳
型の隙間から逆流した溶湯が漏れることを防止するため
である。このように環状鋳型を傾斜させることによって
湯口を多少とも後部に設定することができ、装置そのも
のもコンパクトにすることができる。

【００２１】図３（Ａ）は短冊状鋳型１の一平面に彫り
込んだ格子体形状の正面図を、図３（Ｂ）は図３（Ａ）
におけるＥ−Ｅ断面図を示す。２２は格子体の横方向の
上部親棧に相当する部分、２１は下部親棧に相当する鋳
型上部の彫り込み部分および２３はそれ以外の横方向の
小棧に相当する部分、２４は縦方向の棧に相当する部分
である。隣接する鋳型どうしをつなぐ連絡溝部２５に
は、ある深さのくぼみ２６が掘ってある。

【００２２】次に本発明の連続鋳造装置を用いて、鉛ー
アンチモン系の連続格子を鋳造した実施例を説明する。
まず、エアーシリンダー１７を作動させて環状鋳型Ａと
Ｂの直線部分７における環状鋳型を押圧して合わせ鋳型
とし、ついでスプロケット５に接続した駆動装置（図は
省略した）を作動させると、スプロケットの歯に噛み合
ってチェーンが移動し、それとともにチェーンに接続し
た短冊状鋳型は図１の矢印の方向に移動する。

【００２３】次に合わせ鋳型の背面に設けた加熱装置２
０を作動させ、鋳型温度が１５０゜Ｃ前後に達したなら
離型剤を鋳型表面に塗布する。この時鋳型の温度は下が
るので、再び温度が上昇して鋳型が１６０〜１７０゜Ｃ
に達したら、あらかじめ４５０〜４８０゜Ｃに昇温した
溶湯を供給ノズルから合わせ鋳型のＶ字形溝に注入す
る。

【００２４】溶湯は個々の合わせ鋳型の格子体形状の彫
り込み溝を満たすが、この時の湯流れを図３を用いて説
明すれば、Ｖ字形の溝に注入した溶湯はまず鋳型上部の
帯状の彫り込み部２１を満たした後、縦方向の棧に相当
する部分２４を通って順次横方向の溝２３に広がって鋳
型全体に溶湯が行わたる。

【００２５】ここで隣接する合わせ鋳型とは連絡溝２５
のみでつながっている。連絡溝２５には深さ０．２ｍｍ
のくぼみ２６が設けてある。したがって本発明の連続鋳
造装置で製造した連続格子の棧断面図は図１０のように
なる。鋳造した連続格子の該略図は図４に示すようにな
り、この連続格子を図５に示すような形状に加工したの
ち鉛蓄電池ペーストを充填し、そののち、１枚ずつに切
断して極板とする。この加工時に連続格子体の突起は極
板から切断される。

【００２６】なお、既に述べたように、本発明では環状
鋳型を進行方向が低くなるように傾斜させた。これは鋳
型内に注入した溶湯が逆流して鋳型の隙間から漏れるの
を防ぐためであるが、実験の結果、その傾斜角度θは約
５゜以上が好ましいことがわかった。

【００２７】本発明の連続鋳造装置で鋳造した格子体の
断面形状は図６に示した従来のブックモールドで重力鋳
造したものと同様であって、かつ鋳巣が生じることな
く、耐食性のよい格子体が連続的に得られた。また、図
９（Ｂ）に示したようにベルト面側の格子面の裏側まで
ペーストがまわり込み格子体が露出しておらず、良好な
充填状態を示した。

【００２８】

【発明の効果】本発明の鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装
置によれば次のような効果が得られる。 （イ）格子体が連続的に能率よく製造でき、あと工程と
のつながりも連続的にできるので、極板製造工程を大幅
に自動化できる。 （ロ）使用できる合金種に制限がなく、鉛ーカルシウム
系でも鉛ーアンチモン系でも鋳造が可能で、格子体の厚
みも薄型から厚型まで各種の格子体が製造できる。 （ハ）本発明は格子体の製造が連続的であるが、従来の
重力鋳造法による格子体と同じ形状のものが得られるの
で、鋳巣が生じることもなく耐食性も良好で正極格子と
しても優れた特性を示す。 （ニ）本発明による連続鋳造装置で製造した格子体の断
面形状は従来の重力鋳造法による格子体と同じであり、
かつペーストを充填した極板は両面にペーストが充分ま
わり込み良好な充填性を示し、活物質の脱落が起こりに
くく、耐振性も良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装置
本体の上面図およびそのＤ−Ｄ断面図

【図２】図１におけるＣ−Ｃ断面図

【図３】（Ａ）短冊状鋳型の正面図 （Ｂ）図３（Ａ）のＥ−Ｅ断面図

【図４】本発明の連続鋳造装置で製造した連続格子の概
略図

【図５】本発明の連続鋳造装置で製造した連続格子を加
工した格子の概略図

【図６】従来の重力鋳造法で製造した格子体の棧の断面
図

【図７】従来の鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装置で製造
した連続格子の棧の断面図

【図８】（Ａ）従来の重力鋳造法による格子体の概略図 （Ｂ）従来のエキスパンド法による格子体の概略図

【図９】（Ａ）従来の連続格子を用いた極板断面図 （Ｂ）本発明の連続鋳造装置で製造した連続格子を用い
た極板断面図

【図１０】本発明の連続鋳造装置で製造した連続格子の
棧断面図

【符号の説明】

１，３ 短冊状鋳型 ２，２’，４，４’ チェーンの１コマ ５，５’，６，６’ スプロケット １４，１４’，１５，１５’ 滑車 １６，１６’，１９，１９’ Ｖ字形レール ２１ 鋳型上部の彫り込み部分 ２２ 横方向の上部親棧部分 ２３ 横方向の小棧部分 ２４ 縦方向の棧部分 ２５ 隣接する鋳型との連絡溝 ２６ くぼみ ２７ ペースト ２８ 格子小棧 ２９ 格子親棧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一平面に格子体の形状を彫り込んだ多数
   の短冊状鋳型を蝶番機構によって環状に連結した一対の
   鋳型ＡおよびＢをそれぞれ一対のスプロケット５、５’
   および６、６’間を同期して循環するように配置し、上
   記スプロケット間の直線部分において対向する複数個の
   短冊状鋳型の背面を常に押圧して一対の合わせ鋳型を形
   成せしめるとともに、合わせ鋳型の進行方向が低くなる
   ように環状鋳型を傾斜させた構造であって、隣接する短
   冊状鋳型間を連絡する横方向の連絡溝にくぼみを設けた
   ことを特徴とする鉛蓄電池用格子体の連続鋳造装置。