JPS6086756A - 鉛蓄電池製造の方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 使用分野 本発明は一般に鉛−酸蓄電池の製造に関し、よ、！７訂
綱には、完成これｆｃ蓄電池の外部端子を形成するため
、バッテリ　ケーシング中のそれぞれのゾッンングヘ、
ノぐ、テリ　セルの端子ポストを融合′ｊ−る改善され
た方法と装置ａに１列する。

従来技術 鉛−酸蓄電池の製造において、直立する鉛端子７］？ス
トを有する各終端セルを蓄電池の両端に位置させて、個
々のバッテリ　セルをケース中に組込み、ついで、円筒
状の鉛ブツシングが固定されているカバーヲ、・ぐッテ
リ　ケース上に位置させ、その際、それぞれのブッシン
グを通って端子柱（以下ポストという）を延在式せ、つ
いでバッテリ端子を仕上がシ状態に形成するため、ブッ
シングおよびポストの上端部を加熱し、溶融し、融合し
、成形し、冷却しそして凝固させるのが通常で必る。最
近の蓄電池のケースおよびカバーは通常プラスチックで
つくられているため、端子ポストおよびブッシングを融
合するに当勺・々ッテリを欠陥あるものとする、おるい
は、・ぐッテリの使用中に潜在的危険状態をつくる原因
となるカバーに直ぐ隣接する部分を溶融したり、損傷し
てカバーとブッシング間のシールおよびサポートを充分
に弱めることのないように、注意が払われなければなら
ない。

これまでは、端子ポストとブッシングを融合するため、
手動で保持され操作されるアセチレントーチにより、そ
れらの端部を融合するのが通常であった。そのような方
法は、完全に自動化されたバッテリ生産ラインへの使用
に不向きであるばかりでなく、端子ポストとブッシング
との融合区域の品質および深さは、融合工程を遂行する
オペレータによって異なるばかシでなく、融合の程度を
制御する信頼のおける手段がないため、同じオペレータ
によって融合された逐次のバッテリの端子間にさえ差異
がある。さらに、所要最小融合深さが得られたかどうか
容易に決定できない。すなわち、所要最小融合深さは仕
上端子の頂部から測って３．１８〜４．７６弯（１／８
〜３７１６インチ）と一般に考えられている。

アセチレン　トーチ加熱、電気抵抗加熱、あるいは電気
誘導加熱による、パワテリ端子２ｊ？ストと力・ぐ−　
ブッシングとを自動的に融合する各種の提案がなされて
きたが、そのような提案はすべて各種の欠陥に直面した
。たとえば、所要工程時間内に信頼のおける融合深さを
得ることができない、ブッシングの１わシカバーの望ま
しくない溶融がある、そして仕上少端子の外観が許容で
きるものでない等である。鉛シツシングに含有されてい
る酸化鉛は、溶融中、表面に浮き上がる傾向があるため
、ある状況の場合は、これは、仕上げ／Ｊッテリ端子の
表面に見えない不規則性をもたらすことが発見された。

解決しようとする問題点 本発明の目的は、バッテリ端子を形成するに当って、端
子ポストとケーシング　ブッシングを融合する改善され
た装置および方法を提供することでりる。

別な目的は、比較的短時間に端子ポストとブッシングと
の信頼性のある有効な融合を行なう上記の特徴を有する
装置を提供することであり、がくして、完全自動の生産
ラインへの使用に適用できる。

さらに目的とするところは、仕上がり端子の適切な融合
深さを信頼性をもってもたらし、カバーの溶融あるいは
損傷を防止し、かつ、比較的良好な表面外観をもって完
成された端子を得る一方、端子ポストとカバー　ブッシ
ングの迅速な自動融合を許容する前記の形式の装置を提
供することである。

実施例 本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読
み、かつ、図面を参照することにより明らかとなろう。

第１図は本発明の装置と方法により形成された端子を有
する完成されたバッテリの斜視図で；第２図は線２−２
の平面における第１図に示すバッテリの融合端子の拡大
断面図で； 第３図はバッテリの組立中、バッテリ　ケース上に位置
するカバーを示す、展開縦断面図で：第４図は端子ポス
トとカバー　ブッシングとを融合する前における、カバ
ーがケースに組込まれたパッチＶを示し、バッテリが図
示装置中に作動可能に位置しているところを示す縦断面
図で：第５図は第４図の線５−５の平面における図示装
置のモールド　インサートの頂部の平面図で；第６図は
第７図の線６−６の平面における図示端子号？スト融合
装置の正面図で； 第７図は第６図の線７−７の平面における図示装置の側
面図で； 第８図は第６図の線８−８の平面における図示装置の誘
導加熱コイルとサポートとの拡大破断々面図で； 第９〜１１図は第８図のそれぞれ線９−９．１０−１０
、および１１−１１の平面における断面図で； 第１２図は図示装置のα４加熱コイル用のダウンスロー
プ加熱制御回路図で； 第１３図は図示装置の熱サイクル図で：そして第１４図
は図示装置の主コントローラの！コツ２図でちる。

本発明は各種の変形および変更構造を許すが、そのある
説明上の実施例が図面に示されており、以下で詳細に説
明される。しかしながら、本発明は開示されている特定
の形態に限定する意図はなく、逆に、本発明の精神およ
び範囲の内にある、すべての変形、および変更構造なら
びに均等物をカバーすることを意図していることを理解
すべきである。かくして、本発明は始動、点灯および点
火（以後″ＳＬＩ″と略す）用の鉛−酸蓄電池の製造と
関連して記載するけれども、本発明は他のバッテリへの
応用に対して同様に適用できることを理解すべきである
。同様に、本発明は頂部端子バッテリ接続に関連して記
載するけれども、本発明はまた、側部端子、中間セル　
コネクタなどの他のバッテリ部品の接続にも適用できる
。さらに、本発明は融合可能部品を備える、バッテリ以
外の機器に適用できる。

さて第１図を参照すると、本発明による端子融合装置に
よシ、蓄電池の頂部１ｉｌＱ上に形成された端子を備え
る。完全に組立てられ、かつ、処理されたＳＬＪバッテ
リ１０が例示されている。図示のツク７テリは１９８２
年２月２６日に出願されたフラングその他による米国特
許出、顆第３５２９２４号に示されているものと一般的
に同様の形式のもので、好ましくはプラスチ、りでつく
られ、それぞれバッテリ　セル　エレメント１３工ある
いは１８Ｔを収容するための、個々の区画を形成する複
数個の内部デバイダでつくられたケースを備えている。

図示のバッテリ１ｏは、６個のセル　エレメント、すな
わち、バッテリの両端部における２つの最外側端子セル
　エレメント１８Ｔと、その間に位置する４つの中間セ
ル　ニレメン）１８Ｉとを備えている。当該技術で知ら
れているように、各バッテリ　セル　ニレメン）１８１
．１８Ｔの同極の電極プレートは、それぞれ鋳造された
鉛ラダーストラップ１９Ｉあるいは１９Ｔにょシミ気的
に接続されている。端子セル　エレメント１８Ｔに対す
るラダースドラッグ１９Ｔは、ストラップ１９Ｔと一体
的に形成されるがもじれない直立端子ボス）２０を備え
、あるいは代シに、ポスト２０は別１固に鋳造されるが
、さもなければストラッグ１９Ｔに取付けられる。

そのようなバッテリの組立中、ラダーストラップ１９１
，１９Ｔ、および端子ポスト２ｏを鋳造する前か後に、
ケースエ４中に、セル　エレメント１８Ｉ　、１８Ｔを
組込むことが通常である。バッテリの頂部を閉じる前に
、ラダーストラップは間仕切１５を通って適切に接続さ
れ（第３図に示すように）、そして端子／フラング２２
を取付けたカバー２１をその後ケース１４上に配置し、
その際、端子ボス）２０はブッシング２２を通って同軸
に延びる（第４図）。ブッシング２２ｔ」、工業規格に
従って形成された上方外部チー・ぐを有し、そして、端
子ｌスト２ｏに一般に対応して形成されたテーパ軸方向
開口２４を有している。ブッシング開口２４の最下端部
は、ケース１４へのカバー２１の組立中、端子ポストを
案内して！フラングに適切に着座させるため、外方へ広
がった面取ル部２４ａ（第３図）を備えている。この実
施例においては、端子ポスト２ｏは充分な高さを有し、
かくしてカバー２１上に組立てた際、ポスト２００頂部
はブッシング２２の頂部と同一高さである（第４図）。

ブッシング２２ｆ：カバー２１中に信頼性をもって支持
するため、各ブッシングはリブ付き周囲取付部分２５を
有し、それはプラスチック　カバー２１と強力に機械的
接続するように適用されておυ、−万、カバーとブッシ
ングとのまわ９に有効なシールを形成する。

本発明によれば、バッテリ端子融合装置は、プラスチッ
クのバッテリ　ケースおよびカバーを溶融し、おるいは
損グ６することなく、良好な表面外観をもって、適切な
かつ一貫した融合源でに、端子ポストおよびカー９−　
ブッシングの端部を１迅速に、信頼性をもって、かつ、
自動的に加熱し、′溶融し、かつ融合する誘導加熱装置
を提供する。

さて第６および７図を参照すると、端子ポストおよびブ
ッシング融合装置３０が示されておシ、これらは好まし
くは自動生産ライン中に設けられ、このラインはコンペ
ーヤ　トラックを備え、その上で組立中のバッテリは逐
次の作業ステーション全通って動かされる。トラック３
１は１−１９造フレーム３２上に支持され、バッテリが
来る一対の横方向に離隔した細長い底部トラック部材よ
υなる。

直立する側部基準レール３４がトラックに直ぐ隣接して
位置し、そして全体として３５で示す適切なチェーン　
コンベーヤ装置が設けられ、トラックに沿ってバッテリ
を動かす。

トラックに沿って予め定めた作業ステーションにおいて
バッテリを停止するため、トラックの下側上にビボクト
する複数個のストッパ３６が取付けられてｂる。第６図
の点線で示す引下がった位置から、実線で示す持上げら
れたバッテリ停止位置へストッ／４′を選択的に動かす
ため、各スト、／４′３６はそれぞれのビボクト　シャ
フト３８上にピはット取付けられておシ、−万の端部は
、それぞれエヤ　シリンダ３９０ロツド３９ａに連結さ
れ、エヤ　シリンダの反対端部はフレーム３２に固定さ
れている。かくして、第６図に示すように、バッテリは
融合装置３０のだめの、準備ステー７−Ｉ７４０におい
て逐次停止され、その際、カバースト２０およびシツシ
ング２２を誘導加熱コイル５０の下方へ位置決めする。

エヤ　シリンダ５５の逆作動はニレベーク５１を下降さ
せ、生産ラインに沿うその後の運動のため、トラック３
１上にバッテリを再位置決めする。そのようなエンベー
タ運動を案内するため、横方向取付プレートは直立案内
ロッド（第６図）上へ、垂直運動のため支持されている
。エレベータ５１の持上げ運動の比較的精密な調整を許
容するため、ストッパ５８はフレーム３２によシ担持さ
れる直立？ルト５９上にねじ取付けされている。シリン
ダ５５上の磁気スイ、チロ０がエレベータ５１の上昇状
態を検知し、そしてスイッチ６１が下降状態を検知する
。

この場合、誘導加熱コイル５０は、コイル５０との意図
しない接触を防止するため設けられている保護フードの
直ぐ下方に、端子融合装置３０の誘導発生器のキャビネ
ット６５から片持ちばシ式に支持されておシ、機械強度
を得るため、コイルプレース６６へ堅固に植込み取付け
られている。

融合すべきバッテリ端子間の間隔に対応する長手方向間
隔関係にコイル５０を支持するため、コイルはＴ−パス
６８により担持され、これは誘導発生器の誘導出力プレ
ートに固定されているドロッパ　パス（ｄｒｏｐｐｅｒ
　ｂｕｓｓ　）　６９によシ所望の高さに支持されてい
る（第７および８図）。コイル５０は好ましくは各々、
同心の円形巻線５０見。

５０ｂ、５０立（第４および１０図）のらせん形態に形
成された連続した長さの鋼管よりなっておシ、そしてコ
イル５０は相互接続されておシ、連続した誘導加熱およ
び冷却回路７０１〜７０Ｌ（第８図）の一部を形成する
。この場合、そのような鋼管回路は、キャビネット６５
から連通し、ドロッ／？　／？パス９によって支持され
ている入口部分７０見と、入口部分７０色と連通し、Ｔ
−パス６８によシ支持されているＴ　／ｓ”１２部分７
０ｂと、Ｔ−パス部分７０互に連通し、コイル５０の１
つを形成する部分７０ｃと、部分７０ｃと他方のコイル
５０を形成している部分７０１間に連通している部分７
０止と、部分７０ｅに連通し、部分７０互に対してＴ−
パス６８の反対側に支持されているＴ−パス部分７ｏＬ
と、そして、Ｔ−パス部分７０ｆとキャビネット６５間
に連通し、部分７０互の反対側上にドロッパ　パス６８
によって支持されている出口部分７０［を備えている。

図示のドロ、パ　パス６９は、絶＋Ｉ＆スヘー＋７５見
によって分離されている一対の銅板６９Ａ。

６９互よりなシ、キャビネット６５の外側に固定されて
いる。Ｔ−パス６８は、ゴル）７６　（第８図）によっ
て接続されている絶縁スペーｔ７５ｂによって分離され
ている一対のＬ字状銅板６８五。

６８旦よバＵ１がルト７８（第９図）にょクドロッパ　
パス６９に対し、外方延在関係で取付けられている。Ｔ
−パス６８はさらに、はルト７９によＪＬ字状シレー）
６８ａ＋６８ｂの前方に取付けられ、絶縁スペーサ７５
ｃにょ）分離されている前方プレート６８！を備えてい
る。前方に延在する絶縁スペーサ７５旦は各コイル５ｏ
の入口および出口の脚を分離する。この場合、コイル５
０は各々、ボルト８１にょ勺Ｔ−パス６８に取付けられ
ているアングル　フランジ８ｏによル支持されている（
第１１図）。コイル５０は、コイル捲線に固定されてい
る内方へ傾斜した端部８２ａを備える懸垂スタッド８２
によｌｉ４アングル　フランジ８０の外方へ延る水平フ
ランジから吊られている。片持ばシコイル　サポートに
対してさらに剛性を与えるため、この場合、ｙｌｒルト
８４が、コイル　プレース６６の下側トアングル　フラ
ンジ８０との間に接続されている（第６および７１２１
）。

適切なシールおよび絶縁手段が、各種パス　グレートと
鋼管カップリングとの間に設けられ、かくして銅管部分
７０ａ〜７０ｆｉを通って、連続する抵抗の低い電気回
路および洩れのない流体回路が形成されていることが理
解されよう。

かくして、鋼管の入口および出口の部分７０△と７０且
は、既知の形式の高電圧、誘導発生器９０、たとえば、
キャビネット６５内に内蔵されている４　５０　ｋＨｚ
、　２０ｋＷ容量のオーダの発生器に電気的に接続され
、かくして、発生器９０（第７図）の付勢に際して、管
口路７０見〜７０ｉを通る電流は、コイル５０に軸線方
向関係に位置している材料に高レベルの熱を誘導する。

他の容量の、およびよシ高いかあるいはよシ低い周波数
の誘導発生器を代９に使用できることを理解すべきであ
る。そのような誘導加熱は、コイル５０に対して作用関
係に位置している船端子ポスト２０およびブッシング２
２を、鉛の溶融点よりはるかに高い５３８℃（１０００
？）を越える温度まで実質的に瞬間的に加熱することが
分かった。当業界で知られているように、高周波電流効
果によシ発生した鋼管および発生器の熱を冷却するため
、冷却水が管部分７０ａ〜７０（を経て循環され、管部
分に連結された発生器中のラインを冷却し、ついでこの
場合、キャビネット６５上に取付けられたラジェータ９
１を経て循環される。

本発明の説明をさらに続けると、誘導加熱コイル５０の
各々は、コイルの下方から懸吊させて取外し可能に鋳型
（以下モールドという）インサート９５を支持し、その
各々は鋳型内腔（以下モールド腔部という）９６で形成
され、融合すべきバッテリの端子ポストとカバー　ブッ
シングとを受入れ、コイルの付勢に引続いてこれらの溶
融端部を適切な形態に合致させる。例示のモールド腔部
９６の各々は円筒形状を有し、最下部コイル捲線５０ａ
の下側に当接して位置できる環状肩部９８で形成されて
おｐ（第４図）、そして肩部９８に対して上方へ離隔し
た関係で環状溝部９９が形成されておシ、好ましくは耐
高温エラストマでつくられた可撓性保持ワッシャを受け
入れ、それはモールド　インサート９５が最下端コイル
捲線５０見によって係留支持されるようにする。モール
ドインサート９５の腔部９６はブッシング２２に実質的
に合致して形成され、か、＜シて、その中に位置してい
るブッシングおよび端子前ストの上端部の溶融および融
合に際して、バッテリ端子の最上端部を形成する。エレ
ベータ５１によるコンペーヤ　トラック３１からのバッ
テリの持上げに際して、モールド腔部９６中の適切な位
置へのブッシングおよび端子ポストの着座を容易にする
ため、腔部９６の最下端部は外方へ広がった面取り部９
６見で形成されている。モールド　インサート９５の上
部側は好ましくは比較的薄い壁の開口を有する仕切１０
１を備え、融合作業中、金属がコイル５０に接触するの
を防止し、かつ、膨張するガスが開口を通って逃げるよ
うにする。

モールド　インサート９５は好ましくはテフロンでつく
られておシ、それは予期に反して融合作業中に発生する
比鮫的高温に耐えることが発見され、かつ比較的円滑な
奇麗な表面で融合端子を形成する。そのようなモールｒ
　インサート９５は交換することなく、３０００個以上
の端子を融合するのに適用されていることが分かった。

しかしながら、当業者にとっては、インサート９５は経
済的につくられ、単に可撓性保持ワッシャ１００を取外
すことによって定期的に容易に交換できることが理解さ
れよう。

本発明のさらに別な面によれば、各誘導加熱コイル５０
の捲線５０立〜５０且は、バッテリ端子ポスト２０とそ
こへ配置されたカバー　ブッシング２２の最上端部の迅
速かつ信頼性のある加熱、溶融および融合を促進させる
一方、ブッシングに直ぐ隣接するプラスチック　カバー
２１の部分に悪影響をもたらさないように配置されてい
る。この目的のため、各コイルの最下端コイル５０ａは
ブッシングおよび端子ポスト腔部９６のほぼ中間点でモ
ールド　インサート９５を取囲み、コイル５０立、５０
且の直径は、融合すべき端子の上端部の直径に実質的に
対応して、コイル５ｏ見より小さな直径であシ、かつ、
モールｒ　インサート９５の上方に垂直離隔関係で位置
している。そのようなコイル構成は、誘導加熱効果を、
モールド腔部に配置されているシツシングと端子ポスト
との上端部に集中させることが発見され、かくして、バ
ッテリ　カバーに隣接する下方部分に重大な影響を与え
ることなしに、端部の溶融および融合をもたらす。

端子ポストおよびブッシング端部への、コイル５０の誘
導加熱効果を、さらに強化するために、第１０図に示す
ように、２つの最上部コイル捲線５０旦、５０！内に電
流集中インサー）１０５が支持されている。インサー）
１０５は、作用関係に位置しているブッシングおよび端
子ポストの上端部へ、コイル５０によって誘導された電
流を強化あるいは集中する効果を有する、好ましくはフ
ェライト、するいはそのような他の金属材料からつくら
れる。このような誘導加熱コイル５０の使用と、電流集
中インサート１０５の構成は、予期に反して、鉛ブツシ
ングおよび端子、ｊｆスト部品の加熱を促進させ、３秒
以内に９．５３■（約３／８インチ）の融合深さにまで
一貫して溶融できることが発見された。

融合作業の能率２よび仕上げられた端子の品質を向上さ
せるために、好ましくは、誘導加熱サイクルを制御する
ための装置が設け、それはコイルを予め定めた全出力レ
ベルまで瞬間的に付勢し、ブッシングおよび端子ポスト
端部を溶融するため、このような全出力に予め定めた比
較的短い期間維持し、ついで端子を比較的円滑な表面と
して融合するために、均一な制御された方法で出力レベ
ルヲＩ￥ｉ１次減少させる。この実施例においては高周
波発生器９０の出力レベルはＳＣＲ出力制御１１０（第
１４図）によ多制御され、これは、後に明らかとなるよ
うに、融合装置３０の各種作業機能を制御するように使
用する主コントローラ１１１によって作動される。蓄電
池の端子ポスト２０とブッシング２２とを誘導加熱コイ
ル５０へ作用関係に配置すると、主コントローラはＳＣ
Ｒ出力制御１１０を付勢するように使用し、これは、第
１３図に示すように、誘導加熱発生器を全出力容量に付
勢する。主コントローラによシタイミングされるように
して、予め定めた期間後、主コントローラ１１１は、Ｓ
ＣＲ出力制御への出力供給を遮断する。

主コントローラ１１１のＳＣＲ出力制御１１Ｏへの出力
遮断に引きつづいて、全出力レベルから完全な除勢状態
への、誘導加熱コイルに対する制御された出力減少を行
なうために、第１２および１４図に示すように、ダクン
ースロープ（ｄｏｗｎ−ｓｌｏｐｅ　）加熱制御回路１
１２が設けられている〇ダクンースロープ加熱制御回路
１１２は、入力端子１１４．１１５により主コントロー
ラに接続されておシ、そして変圧器１１６が入力端子１
１４゜１１５とダイオ−１９プリッソ１１８間に接続さ
れている。フィルタ　コンデンサ１１９が、ライン１２
０でプリツノ１１８にまたがって接続され、そして、電
流制限抵抗１２１とフォト　カップリング装置１２２の
フォト　ダイオード１２２１も址だライン１２４でプリ
ツノにまたがって接続されている。ＳＣＲ出力制御１１
０、かくして誘導加熱発生器９０を作動させるため、主
コントローラ１１１（は、入力端子１１４，１１５へ出
力電圧（たとえばｌｌ０Ｖ）を伝達し、それは変圧器１
１６によってよ多低いＡＣ電圧に減少され、ダイオード
　ブリッジ１１８によシ整流され、コンデンサ１１９に
よシフィルタされ、フォト　ダイオード１２２見を通る
ＤＣ電流となる。このようなフォト　ダイオード１２２
３を通る電流は、Ｒ−Ｃ制御回路１２８中のカップリン
グ装置１２２のフォト　トランジスタ１２２互を作動さ
せ、この回路はＤＣ出力源１２９を有するポテンシオメ
ータ１２６によＶ＝立される基準電圧を確立し、それは
ダウン−スロープ加熱制御回路１１２をＳＣＲ出力制御
回路１１０へ接続する出力端子１３ｏ。

１３エヘ伝達される。同時に、ポテンシオメータ１２６
を横切って並列に接続されているコンデンサ１３５は基
準電圧に充電する。

従って、主コントローラ１１１が、ダウン−スロープ加
熱制御回路１１２の入力端子１１５゜１１６間にｌｌ０
Ｖの出力を伝達すると、ポテンシオメータ１２６によっ
て、確立された全基準電圧は、ＳＣＲ出力制御１１０へ
伝達され、殆ど瞬間的に高周波発生器をその全出力容量
に付勢する。

主コントローラ１１１によってタイミングされる発生器
９０の全出力付勢の予め定めた期間に引続いて、主コン
トローラはダウンースロープ加熱制御回路１１２の入力
端子１１５，１１６を除勢し、この回路はフォト　ダイ
オード１２２１およびフォト　カップリング装置１２２
のフォト　トランジスタ１２２互をオフにする。入力端
子１１５゜１１６およびフォト　カップリング装置１２
２のそのような除勢にも拘らず、Ｒ−Ｃ制御回路１２８
中のコンデンサ１３５は続いて出力端子１３０゜１３１
に給電するが、たとえば約１秒の所定期間にわｌこって
減衰し、かくして、出力端子１３０゜１３１への電圧、
および、これによってＳＣＲ出力制御１１０によシ制御
される発生器の出力レベルは制御された方法で比例的に
零に向けて減少する。

従って、誘導加熱発生器９０の全出力作動期間は主コン
トローラ１１１によって選択的にもたらされ、一方、発
生器９０の制御された除勢はダウン−スロープ加熱制御
回路１１２の設計によシ制御されることが理解されよう
。実際においては、６３５〜９．５３　ｍ　（１／４〜
３／８インチ）の比較的一定な、信頼性のある融合深さ
を達成するのに充分な、バッテリ端子ポスト２０とカバ
ー　シツシング２２端部との浴融は、発生器が全出力レ
ベルで約２．５秒作動される時に達成され、そして、融
合端子の予期しない良好な表面外観が、前記制御方法で
約１秒にわたって、誘導加熱コイル５０を全出力から零
に除勢することによシ達成されることが分かった。端子
はその後、モールド　インサート９５から除去する前に
、誘導加熱コイルの完全な除勢に引続いて約８秒冷却す
る。その結果、誘導加熱コイル５０中へのバッテリの上
昇、下降を含む全融合作業は、本発明の装ｊ６により約
２０秒以内に充分に遂行できる。当業者は、このような
短い処理時間によって、個々の処理作業が短い間隔に制
限されている自動バッテリ生産ライン中に本装置３０を
有効に利用できることが理解されよう。図示のダウノー
スローフ０加熱制御回路１１２は、誘導加熱コイルの全
出力から完全な除勢への比較的一定な減少を提供するけ
れども、代りに、ＳＣＲ出力制御１１０への基準′重圧
中の複数個の個別の比較的小さい′電圧降下をもたらす
装置を設けることができることが理解されよう。

たとえば、Ｇｏｕｌｄ　Ｍｏｄｉｃｏｎ　８４　Ｐｒｏ
ｇｒａｍｒｎａｂｌ。

Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒの如き、従来のマイクロ　ノロセ
。

すを基準としたプログラム可能なコントローラでβるこ
とができる主コントローラ１工Ｊは、本発明の端子融合
装置３０の逐次作用葡もたらすため、プログラムするこ
とができ、がっ、そのような作業を、コンペーヤ　トラ
ック３１に沿うバッテリの搬送と協働させることができ
る。当該技術で知られているように、主コントローラ１
１１は従来の入力および出力モゾーールを経て、装置３
ｏに伝達することができ、このモノー−ルは装置の各種
検知装置からの入力信号をコントローラに適合する信号
レベルに変換し、そしてそれはコントローラの出力信号
をこの装置に適合する信号レベルに変換する。したがっ
て、バッテリが融合準備ステーションから融合装置３ｏ
に搬送され、持上げられたストン・やにつき当たると、
適切な検知装置が主コントローラに信号を与え、それに
応答してシリンダ４１が作動し、そのロッド４１見を伸
張し、バッテリを側部基準レール３４に対して位置決め
し、それはフォト　セル４２にょシ検知される。これに
応答して、シリンダ４１は反対に作動してロッド４１見
を引込め、そしてシリンダ３５が作動されて・ぐツテリ
を持上げ、がくして端子ポスト２０とカバー　シツシン
グ２２とはそれぞれの誘導加熱コイル５０に対して作用
関係に配置され、このような持上げられた位１ｆｔはシ
リンダ３５上のマグネチック　スイッチ６０により検知
される。主コントローラ１１１はついで、ダウン−スロ
ープ加熱制御回路１１２を経てＳＣＲ出力ｆｌｔ制御１
１０を付勢し、発生器９０を全出力し４ルに付勢し、予
め定めた期間そのような全出力レベルを維持し、端子ポ
ストおよびブッシング端部の溶Ｍ（をもたらし、そして
そのような予め定めた全出方加熱期間に引続いて、主コ
ントローラはダウン−スロープ加熱制御回路１１２への
入力電圧を遮断し、この回路はその後、発生器９ｏおよ
び誘導加熱コイル５０の制御された除勢を提供する。そ
の後の予め定めた冷却期間に引続いて、主コントローラ
１１１はエヤ　シリンダ５５の逆作動を引起し、エレベ
ータ５１を下降し、バッテリをコンベーヤ　トラック３
１上に再位置決めし、スイ、チロ１によシ検知され、次
の作業ステーションへ搬送され、そして全作業サイクル
は、予め定めた比較的短期間内になされる。

さらに本発明の融合装置３０は各種の異なったサイズの
バッテリを処理するように適用されていることが理解さ
れよう。この目的のため、Ｔ−パス６８は取付ビルト７
８を取外すことによりドロッパ　パス６９から容易に外
され、バッテリ上の異なった端子間隔および位置を受入
れるＴ−パス形態で交換される。エレベータ５１の持上
げストロークもまたストッパ５８の調整によシ選択的に
調整される。さらに、異なったサイズのバッテリに対し
て装置３０の設定を容易にするため、この場合、キャビ
ネット６５はＸ−Ｙテーブル（第６および７図）上に取
付けられており、それは、ゾールねじ１４２の作動を経
てトラック３１に平行な運動のための、キャビネット６
５が取付けられている上部プラットフォーム１４１と、
ビールねじ１４５の作動により）ラック３１を横切る運
動のために、キャビネット６５と上部プラットフォーム
１４１が取付けられている下部プラットフォームよシな
っている。特定の・クツテリ　サイズに対して、予め定
めた横方向位置にキャビネットを容易に位置させるダー
ツ１４６が設けられ、キャビネットの横方向位置を容易
に決めるためダーツ１４８が同様に設けられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法および装置によって、形成された
端子を有する完成されたバッテリの斜視図で； 第２図は線２−２の平面における第１図に示すバッテリ
の融合端子の拡大断面図で； 第３図はバッテリの組立中、バッテリ　ケース上に位置
するカバーを示す、展開縦断面図で；第４図は端子ポス
トとカバー　ブッシングとを融合する前における、カバ
ーがケースに屈↓込まれたノ々ツテリを示し、バッテリ
が図示装置中に作動可能に位置しているところを示す縦
断面図で；第５図は第４図の線５−５の平面における図
示装置のモールド　インサートの頂部の平面図で；第６
図は第７図の緑６−６の平面における図示端子ポスト融
合装置の正面図で； 第７図は第６図の線７−７の平ＵＭにおける図示装置の
側面図で： 第８図は第６図の線８−８の平面における図示装置の誘
導加熱コイルおよびす目？−トの拡大破断断面図で； 第９〜１１図は第８図のそれぞれ線９−９．１０〜１０
、および１１−１１の平面における断面図で； 第１２図は図示装置の誘導加熱コイル用のダウン　スロ
ーノ加熱制御回路図で； 第１３図は図示装置の熱サイクル図で；そして第１４図
は図示装置の主コントローラのブロック図である。 １０・・・バッテリ、２０・・・端子柱、２１・・・カ
ックー、２２・・・ブッシング、３２・・・フレーム、
５０・・・誘導加熱コイル、９５・・・鋳型内腔付イン
サート、９６・・・鋳型内腔、１０５・・・電流集中イ
ンサート。 以下余白 第１頁の続き ０発　明　者　ウィリアム　エドワー　アメド　マラン
　−ト ＠発明　者　ルイス　クリバネク　アメド リカ合衆国、オハイオ　４４４８５．ワーリン、スチュ
ワドライブ　ノース　ウェスト　２３５６リ力合衆国、
オハイオ　４４４８３．ワーリン、コペランアベニュ　
５１３７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １０組立中のバッテリの鉛部材を融合させる装置であっ
   て、 フレームと、 誘導加熱コイルと、 誘導加熱コイルをフレームに対して所定の位置に固定す
   る支持手段と、 誘導加熱コイルと同軸関係にあるようにこのコイルによ
   って可動的に支持されてあり、融合すべき・クツテリ部
   材を受入れる鋳型内腔を有する鋳型インサートと、 融合すべきバッテリ部材を鋳型インサートの下方に自動
   的に配置する手段と、 ・ぐツテリ部材を鋳型内腔内に自動的に上昇させ、これ
   によって誘導加熱コイルに対してノ々ツテリ部材が作用
   関係を有するようにする手段と、誘導加熱コイルに高周
   波振動′電流を発生させ、このコイルにより誘導された
   ４流によって鋳型内点内にあるバッテリ部材の各部分を
   加熱して浴融し、このとき周囲におるこの・ぐッテリの
   非鉛部材を実質的に損傷することなしに、成形して融合
   させた仕上がシ状態とする手段と、 バッテリ部材を融合させて仕上がシ状態に形成した後に
   、鋳型内腔からバッテリ部材を自動的に降下させて取出
   す手段と を有するバッテリ鉛部材の融合装置。 ２、誘導電流集中手段を有し、この手段が鋳型の上端部
   に隣接してこれと同軸関係にあるように支持されておシ
   、誘導加熱コイルに対して作用関係を有するように配置
   されたバッテリ部材の端部に誘導電流を集中してこの部
   材の端部の加熱効果を増大させる手段である、特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３、誘導加熱コイルが、垂直方向に配置された複数の捲
   線を有し、このコイルの最下捲線が鋳型内腔付インサー
   トを支持し、誘２４電流集中手段がこの鋳型インサート
   の上方に配置され、コイル捲線内にコイルと同軸的に支
   持された電流集中インサートである、特許請求の範囲第
   ２項記載の装置。 ４　！！ｉ立中のバッテリのグラステック力／４−に固
   定され、パワテリセル端子柱を同軸的に内部に配置した
   中空ブッシングの端部に端子柱の端部を融合する装置で
   あって・ 誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルを所定の位置に支持
   する手段と、 誘導加熱コイルと同軸関係にあるように、鋳型内腔を規
   定する手段と、 組立中のバッテリを支持する手段と、 バッテリのブッシングおよび端子柱の端部を鋳型内腔内
   におるように、かつ誘導加熱コイルに対して作用関係に
   あるように、このコイルおよび・ぐノテリを選択的に相
   互に移動させる手段と、誘導加熱コイルに高周波振動電
   流を発生させる手段と、 鋳型内腔を規定する手段に直接隣接して誘導加熱コイル
   内にこのコイルと同軸的に配置してあムかつこのコイル
   に対して作用関係を肩しており、このコイルに高周波振
   動電流が発生すると、これに応じてこれらの端部を加熱
   し、溶融し、相互に融合させて仕上がシ状態にするため
   に、鋳型内腔内に位置するバッテリのブッシングおよび
   端子柱の端部に誘導電流を集中する手段と を有する装置。 ５、鋳型内腔を規定する手段が、これによって形成され
   る鋳型内腔と同軸的に誘導加熱コイルによって支持され
   ておシ、下方に向けて開口した内腔を有するインサート
   である、特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６　移動手段がコイルおよび鋳型内腔付インサートに対
   してバッテリを上昇させ、バッテリの！ソシングおよび
   端子柱の上端部を鋳型内腔内に配置することができる手
   段である、特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７、誘導加熱コイルが、垂直方向に配置した複数の同軸
   捲線を有し、このコイルの最下捲線が鋳型内腔付インサ
   ートを支持し、かつこのコイルの少なくとも１つの捲線
   が、このインサートの頂部から垂直方向に隔設され、か
   つ電流集中手段を囲むように配置されている、特許請求
   の範囲第５項記成の装置。 ８　ｇ４加熱コイルの最下捲線が鋳型内腔の周りにおい
   て、その頂部から約半分の位置にある、特許請求の範囲
   第７項記載の装置。 ９　誘導加熱コイルが垂直方向に配置した複数の捲線を
   治し、このコイルの最下捲線が鋳型内腔付インサートを
   支持し、誘導電流集中手段が鋳型内腔付インサートの上
   方に配置したコイル捲線内において、この捲線で支持さ
   れた円柱形インサートである、特許請求の範囲第５項記
   載の装置。 １〇　一対の誘４）加熱コイルと、バッテリ端子相互間
   の間隔に対応して所定の隔設関係にあるようにこのコイ
   ルを支持し、これによって融合すべき端子を同時に融合
   させる手段とを有する、特許請求の範囲第４項記載の装
   置。 １１、鋳型内腔付インサートは耐火性を有する熱可塑性
   材料から作られている、特許請求の範囲第７項記載の装
   置。 １２、誘導電流集中インサートがフェライトから作られ
   ている、特許請求の範囲第９項記載の装置０ １３、鋳型内腔付インサートに対して垂直方向に隔設さ
   れた捲線の直径が、最下捲線の直径より小さい、特許請
   求の範囲第７項記載の装置。 １４、鋳型内腔付インサートに対して垂直方向に隔設さ
   れた捲線の直径が、鋳型内腔付インサート内で融合すべ
   き部材の寸法に実質的に対応している、特許請求の範囲
   第１３項記載の装置。 １５、鋳型内腔付インサートを誘導加熱コイル内に可動
   的に支持する手段を有する、特許請求の範囲第９項記載
   の装置。 １６、鋳型内腔付インサート支持手段が、このインサー
   トに対して取外し可能に係合することができ、かつ誘導
   加熱コイルによって支持することができる可撓性の保持
   手段である特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １７、可撓性の保持手段が、鋳型内腔付インサートを同
   軸的に囲み、かつこれを支持するワッシャである、特許
   請求の範囲第１６項記載の装置。 １８１組立中のバッテリケース内に固定されてあり、バ
   ッテリセルの端子柱を同軸的になかに配置しである一対
   の中空ブッシングの端部に、一対の端子柱の端部を同時
   に融合させる装置であって、融合すべきノ々ッテリの端
   子相互間の間隔に対応して所定位置に隔設された一対の
   誘導加熱コイルを規定する連続する電気回路手段と、 この誘導加熱コイルを固定する支持手段と、各コイルに
   対して同軸関係にあって、融合すべきバッテリのブッシ
   ングおよび端子柱の各々を受入れる鋳型内腔を規定する
   手段と、 鋳型内腔を規定する手段および誘導加熱コイルの下方の
   所定位置に、組立中のバッテリを自動的に配置する手段
   と、 バッテリを自動的に上昇させて、バッテリのシツシング
   および端子柱を各鋳型内腔内に入れ、これらを誘導加熱
   コイルに対して作用関係を有するように配置する手段と
   、 誘導加熱コイルに高周波振動電流を発生させ、各鋳型内
   腔に受入れたブッシングおよび端子柱の端部において、
   コイルによって誘導された電流によってこれらの端部を
   加熱し、溶融し、融合させて内腔の形状に成形する手段
   と、 ブッシングおよび端子柱を融合させた後に、鋳型内腔か
   らこれらを自動的に降下させて取外す手段と を有する装置。 １９、鋳型内腔を規定する手段が各誘導加熱コイルによ
   って同軸的に支持されたインサートである、特許請求の
   範囲第１８項記載の装置。 ２０、各鋳型内腔の上端部に直接隣接して、これと同軸
   関係にあるように支持されてあり、鋳型内腔内に受入れ
   たバッテリのブッシングおよび端子柱の端部に誘導電流
   を集中して、これらの端部の加熱効果を増大させる手段
   を有する、特許請求の範囲第１９項記載の装置。 ２１、各誘導加熱コイルが垂直方向に配置された複数の
   捲線を有し、各コイルの最下捲線が鋳型内腔付インサー
   トを支持し、誘導′電流集中手段が鋳型内腔付インサー
   トの上方において各コイルの他の複数の捲線によってこ
   れらの捲線内に支持された中実体インサートラ有する、
   特許請求の範囲第２０項記載の装置。 ２２、各鋳型内腔は内腔の開口において外方に向けて広
   がった部分を有し、これによって・クツテリのブッシン
   グおよび端子柱を内腔に案内してこれらを内腔に対して
   作用関係を有するように配置する、特許請求の範囲第１
   ８項記載の装置。 ２３、キャビネ、トと、このキャビネットに対して外方
   に延在する関係にあるように誘導加熱コイルを担持する
   コイル支持手段と、組立中の・クツテリをこのコイルの
   下方の位置に順次輸送する手段と、この輸送手段からパ
   ッテリヲ順次上昇させて・クツテリのブッシングおよび
   端子柱を鋳型内に配置し、これらを誘導加熱コイルに対
   して作用関係を有するように配置する手段とを有する、
   特許請求の範囲第１８項記載の装置。 ２４、組立中のバッテリの力・ぐ−に固定した鉛の中空
   ブッシングのなかにこれと同軸的に配置し。 たバッテリセルの鉛の端子柱の端部を、ブッシングの端
   部に融合する装置であって、 誘導加熱コイルと、 誘導加熱コイルを支持する手段と、 組立中の・クツテリを支持して、バッテリのブッシング
   および端子柱が誘導加熱コイルと同軸的に位置し、かつ
   これに対して作用関係を有するように配置する手段と、 誘導加熱コイルに高周波振動電流を発生させて、このコ
   イルに対して作用関係を有するシツシングおよび端子柱
   に電流を誘４γさせる手段と、高周波電流発生手段を付
   勢して、所定の第１出力レベルとし、所定の第１期間こ
   の出力レベルを保持して、ブッシングおよび端子柱の端
   部に誘導された電流によってこれらの端部を溶融し、次
   に所定の第２期間のあいだ出力レベルを制御された方法
   で漸次減少させて零とし、ブッシングおよび端子柱の端
   部を制御された深さまで融合させた手段とを有する装置
   。 ２５、電流発生手段を実質的に瞬間的に第１出力レベル
   まで付勢する制御手段を有する、特許請求の範囲第２４
   項記載の装置。 ２６、制御手段が容量手段を有する制御回路と、この容
   量手段を所定の参照電圧まで充電するため、かつ電流発
   生手段を第１出力レベルまで実質的に瞬間的に付勢する
   ために入力電圧を選択的に制御回路に連通させる手段と
   、制御回路の容量手段の電圧減衰に比例して電流発生手
   段を除勢するために所定の第１期間の後に、制御回路に
   供給する入力電圧を終止させる手段とを有する特許請求
   の範囲第２５項記載の装置。 ２７、制御手段がプログラム可能なコントローラと、電
   流発生手段に連通ずる出力制御手段と、プログラム可能
   なコントローラと出力制御手段との間を連通ずるダウン
   スロープ加熱制御回路手段とを有し、プログラム可能な
   コントローラは、出力電圧を選択的に出力し、ダウンス
   ロープ加熱制御回路手段を通して出力制御手段を付勢し
   て電流発生手段を第１出力レベルまで実質的に瞬間的に
   付勢し、かつ所定の第１期間この第１出力レベルを保持
   することができ、ダウンスロープ加熱制御回路手段は、
   所定の第１期間の終了後Ｋｆログラム可能なコントロー
   ラの出力電圧が終了したときに、電流発生手段を漸次制
   御された方法で除勢することができる、特許請求の範囲
   第２５項記載の装置。 ２８、ダウンスロープ加熱制御回路手段が容量手段を有
   し、この容量手段は、プログラム可能なコントローラ出
   力電圧を出力制御手段に連通したときに所定の参照電圧
   まで充電することができ、かつ所定の第１期間の終了後
   にプログラム可能なコントローラ出力電圧が終止したと
   きに容量手段の電圧減衰に比例して出力制御手段に供給
   する電圧出力を制御された方法で漸次減少させることが
   できる、特許請求の範囲第２７項記載の装置。 ２９、付勢手段が、全出力レベルを保持する期間の約半
   分に等しい期間において、実質的に均一な方法で出力レ
   ベルを減少させる特許請求の範囲第２４項記載の装置。 ３０、組立中のバッテリケースに固定した鉛の中空ブッ
   シングのなかに同軸的に配置したバッテリセルの鉛の端
   子柱を融合する方法であって、誘導加熱コイルを支持し
   、 組立中のバッテリを支持し、これによってバッテリのブ
   ッシングおよび端子柱が誘導加熱コイルと同軸的に位置
   し、かつこれに対して作用関係を有するように配置し、 誘導加熱コイルを所定の第１出方レベルに付勢して、こ
   のコイルに高周波振動電流を発生させ、これによってこ
   のコイルに対して作用関係を有するブッシングおよび端
   子柱に電流を誘導させ、所定の第１期間この出方レベル
   を保持して誘導電流によってブッシングおよび端子柱の
   端部を溶融し、次に所定の菓２期間のあいだ制御された
   方法で出力レベルを漸次減少させてブッシングおよび端
   子柱の端部を制御された深さまで融合させる方法。 ３１、誘導加熱コイルを実質的に瞬間的に第１出力レベ
   ルまで付勢することを含む、特許請求の範囲第３０項記
   載の方法。 ３２、誘導加熱コイルを第１出方まで付替し、同時に容
   量手段を所定の参照電圧１で充電し、かつ容量手段を除
   勢した後に、容量手段の電圧減衰に比例して電流発生手
   段に供給する出力レベルを減少させることを含む特許請
   求の範囲第３１項記載の方法。 ３３、ブッシングおよび端子柱の端部を加熱して溶融さ
   せ、これらの端部を同時に融合した仕上が多形状とする
   ことを含む、特許請求の範囲第３０項記載の方法。 ３４、第１出力レベルを保持する期間の約半分に等しい
   期間のあいだ出力レベルを均一な方法で減少させること
   を含む、特許請求の範囲第３０項記載の方法。 ３５、第１出力レベルを２〜３秒間保持し、出方レベル
   をＰＪ′ｒ冗の第ルベルから漸次減少させて約１秒間に
   わたって完全に除勢した状態にすることを含む、特許請
   求の範囲第３０項記載の方法。