特許 6582633 鉛蓄電池用複合集電体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6582633

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】鉛蓄電池用複合集電体

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/73 20060101AFI20190919BHJP

   H01M 4/68 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H01M4/73 A

   H01M4/68 A

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-134304(P2015-134304)

(22)【出願日】2015年7月3日

(65)【公開番号】特開2017-16943(P2017-16943A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2018年5月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】日立化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091443

【弁理士】

【氏名又は名称】西浦 ▲嗣▼晴

(74)【代理人】

【識別番号】100130720

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼見 良貴

(74)【代理人】

【識別番号】100130432

【弁理士】

【氏名又は名称】出山 匡

(74)【代理人】

【識別番号】100186819

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 俊尚

(72)【発明者】

【氏名】米谷 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】庄司 馨

(72)【発明者】

【氏名】坂田 昌之

【審査官】 立木 林

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−１１２１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９６８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−１３６１６８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ４／６４−４／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の枠骨、第２の枠骨、第３の枠骨及び第４の枠骨が連続してつながって構成された枠部と、前記第１の枠骨の一端近傍に設けられて前記第１の枠骨から離れる方向に延びる耳部と、前記第１の枠骨と対向する第３の枠骨に設けられて前記耳部と対向する位置から前記耳部が延びる方向とは反対の方向に延びる第１の足部と、前記第１の足部との間に間隔を開けて前記第３の枠骨に設けられて前記耳部が延びる方向と反対の方向に延びる第２の足部と、前記第１及び第３の枠骨に沿って延び両端が前記第２及び第４の枠骨に連結されたｍ本の横骨（ｍは４以上の整数）及び前記第２及び第４の枠骨に沿って延び両端が前記第１及び第３の枠骨に連結されたｎ本の縦骨（ｎは４以上の正の整数）からなる格子部とを備えた第１の集電部及び第２の集電部を有し、前記第１の集電部の前記第１の足部と前記第２の集電部の前記第１の足部とが連結され且つ前記第１の集電部の前記第２の足部と前記第２の集電部の前記第２の足部とが連結されて構成された鉛または鉛合金から鋳造により形成された鉛蓄電池用複合集電体であって、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記ｍ本の横骨（ｍは４以上の正の整数）は、前記第１の枠骨に隣接する第１の横骨から前記第３の枠骨に隣接する第ｍの横骨と定義され、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記ｎ本の縦骨は、前記第２の枠骨に隣接する第１の縦骨から前記第４の枠骨に隣接する第ｎの縦骨と定義され、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記ｎ本の縦骨のうち、前記縦骨の長手方向に延びる仮想延長線が前記耳部及び前記第１の足部を通る２本の前記縦骨の前記長手方向と直交する方向の断面積が、前記２本の縦骨と隣接する他の前記縦骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きいことを特徴とする鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項2】

前記耳部が第２の枠骨の近くに設けられており、
前記２本の縦骨が、前記第１の縦骨及び第２の縦骨である請求項１に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項3】

前記第１の縦骨及び前記第２の縦骨の前記長手方向と直交する方向の断面の輪郭形状と前記２の枠骨の前記長手方向と直交する方向の断面の輪郭形状とが、相似形を呈している請求項２に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項4】

前記第ｎの縦骨の長手方向と直交する方向の断面積は、第３の縦骨から第ｎ−１の縦骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積よりも大きい請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項5】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記第１の横骨から第ｍの横骨のうち、前記第１の枠骨に隣接する第１の横骨、前記第３の枠骨に隣接する第ｍの横骨及び第ｍ−２の横骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積が、残りの前記横骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項6】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、
前記第１の横骨及び前記ｍ−２の横骨の前記断面積は、前記第ｍの横骨の前記断面積よりも大きい請求項５に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項7】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、
前記第２の横骨から前記第ｍ−３の横骨及び第ｍ−１の横骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状が同じであり、
前記第３の縦骨から第ｎ−１の縦骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状が同じである請求項６に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項8】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部がそれぞれ負極板の集電部として用いられるものであり、
記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記第１の横骨から第ｍの横骨のうち、前記第２の横骨、第ｍ−１の横骨及び第ｍ−３は、それぞれの横骨の長手方向と直交する方向の断面積が、残りの横骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項9】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部は、それぞれ負極板の集電部として用いられるものであり、
前記第１乃至第４の枠骨の横断面積が３．００ｍｍ²〜３．５０ｍｍ²であり、
前記第１及び第２の縦骨の横断面積が３．５０ｍｍ²〜４．００ｍｍ²であり、
前記第３の縦骨から前記ｎ−１の縦骨の横断面積が１．００ｍｍ²〜１．５０ｍｍ²であり、
前記第ｎの縦骨の横断面積が１．６０ｍｍ²〜２．００ｍｍ²であり、
前記第２の横骨及び第ｍ−１の横骨の横断面積が３．２０ｍｍ²〜３．７０ｍｍ²であり、
前記第ｍ−３の横骨の横断面積が２．８０ｍｍ²〜３．３０ｍｍ²である請求項８に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項10】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部は、それぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、
前記第１乃至第４の枠骨の横断面積が８．４０ｍｍ²〜８．７０ｍｍ²であり、
前記第１及び第２の縦骨の横断面積が４．９０ｍｍ²〜５．３０ｍｍ²であり、
前記第３の縦骨から前記ｎ−１の縦骨の横断面積が２．００ｍｍ²〜３．１０ｍｍ²であり、
前記第ｎの縦骨の横断面積が４．９０ｍｍ²〜５．３０ｍｍ²であり、
前記第２の横骨及び第ｍ−１の横骨の横断面積が３．２０ｍｍ²〜３．７０ｍｍ²であり、
前記第ｍ−３の横骨の横断面積が２．８０ｍｍ²〜３．３０ｍｍ²である請求項１に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項11】

前記第１乃至第４の枠骨、前記ｍ本の横骨及び前記ｎ本の縦骨の横断面の輪郭形状が実質的に六角形状である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項12】

第１の枠骨、第２の枠骨、第３の枠骨及び第４の枠骨が連続してつながって構成された枠部と、前記第１の枠骨の一端近傍に設けられて前記第１の枠骨から離れる方向に延びる耳部と、前記第１の枠骨と対向する第３の枠骨に設けられて前記耳部と対向する位置から前記耳部が延びる方向とは反対の方向に延びる第１の足部と、前記第１の足部との間に間隔を開けて前記第３の枠骨に設けられて前記耳部が延びる方向と反対の方向に延びる第２の足部と、前記第１及び第３の枠骨に沿って延び両端が前記第２及び第４の枠骨に連結されたｍ本の横骨（ｍは４以上の整数）及び前記第２及び第４の枠骨に沿って延び両端が前記第１及び第３の枠骨に連結されたｎ本の縦骨（ｎは４以上の正の整数）からなる格子部とを備えた第１の集電部及び第２の集電部を有し、
前記第１の集電部の前記耳部と前記第２の集電部の前記耳部とが連結され、
前記第１の集電部の前記耳部と前記第２の集電部の前記耳部と並行して配置されて前記第１の集電部の前記第１の枠骨と前記第２の集電部の第３の枠骨とを連結する連結骨部によって前記第１の集電部と前記第２の集電部とが連結され、
前記第１の集電部の前記第１の足部及び第２の足部に耳状部を備えた第１の懸架部が設けられ、
前記第２の集電部の前記第１の足部及び第２の足部に耳状部を備えた第２の懸架部が設けられて構成された、鉛または鉛合金から鋳造により形成された鉛蓄電池用複合集電体であって、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記ｍ本の横骨（ｍは４以上の正の整数）は、前記第１の枠骨に隣接する第１の横骨から前記第３の枠骨に隣接する第ｍの横骨と定義され、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記ｎ本の縦骨は、前記第２の枠骨に隣接する第１の縦骨から前記第４の枠骨に隣接する第ｎの縦骨と定義され、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記ｎ本の縦骨のうち、前記縦骨の長手方向に延びる仮想延長線が前記耳部及び前記第１の足部を通る２本の前記縦骨の前記長手方向と直交する方向の断面積が、前記２本の縦骨と隣接する他の前記縦骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きいことを特徴とする鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項13】

前記耳部が第２の枠骨の近くに設けられており、
前記２本の縦骨が、前記第１の縦骨及び第２の縦骨である請求項１２に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項14】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、
前記第１の集電部及び前記第２の集電部における前記第１の横骨から第ｍの横骨のうち、前記第１の枠骨に隣接する第１の横骨、前記第３の枠骨に隣接する第ｍの横骨及び第ｍ−２の横骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積が、残りの前記横骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１２及び１３のいずれか１項に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【請求項15】

前記第１の集電部及び前記第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、
前記第２の横骨から前記第ｍ−３の横骨及び第ｍ−１の横骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状が同じであり、
前記第３の縦骨から第ｎ−１の縦骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状が同じである請求項１４に記載の鉛蓄電池用複合集電体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２つの集電部の足部が連結されてなる鉛蓄電池用複合集電体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＷＯ２０１４０８７４７３Ａ１（特許文献１）には、集電体の両面にペースト状活物質が充填されてなるペースト状活物質層を備えた未乾燥極板を乾燥機に搬送する搬送ラインが開示されている。この搬送ラインでは、極板の搬送方向と直交する幅方向に所定の間隔を開けて配置されて移動する一対のループ状搬送レーンを備えている。そして一対のループ状搬送レーンには、極板が備えた一対の耳部を被懸架部として極板を垂下させた状態で搬送することを可能にする複数の係止部が、搬送方向に所定の間隔を開けて設けられている。このような搬送ラインで、２つの集電部の足部が連結されてなる鉛蓄電池用複合集電体にペースト状活物質を充填した充填済み鉛蓄電池用複合集電体を搬送することもある。この充填済み鉛蓄電池用複合集電体は、最終的に２つの極板に分離されて使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＷＯ２０１４０８７４７３Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら鉛蓄電用複合集電体の厚みが薄くなってくると、製造過程において、ペースト状活物質を充填して荷重が加わった鉛蓄電用複合集電体が変形する問題が生じる。

【0005】

本発明の目的は、懸架した状態で搬送されても変形することのない鉛蓄電池用複合集電体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明が改良の対象とする鉛または鉛合金から鋳造により形成された鉛蓄電池用複合集電体は、第１の枠骨、第２の枠骨、第３の枠骨及び第４の枠骨が連続してつながって構成された枠部と、第１の枠骨の一端近傍に設けられて第１の枠骨から離れる方向に延びる耳部と、第１の枠骨と対向する第３の枠骨に設けられて耳部と対向する位置から耳部が延びる方向とは反対の方向に延びる第１の足部と、第１の足部との間に間隔を開けて第３の枠骨に設けられて耳部が延びる方向と反対の方向に延びる第２の足部と、第１及び第３の枠骨に沿って延び両端が第２及び第４の枠骨に連結されたｍ本の横骨（ｍは４以上の整数）及び第２及び第４の枠骨に沿って延び両端が第１及び第３の枠骨に連結されたｎ本の縦骨（ｎは４以上の正の整数）からなる格子部とを備えた第１の集電部及び第２の集電部を有し、第１の集電部の第１の足部と第２の集電部の第１の足部とが連結され且つ第１の集電部の第２の足部と第２の集電部の第２の足部とが連結されて構成されている。

【0007】

本願第１の発明において、第１の集電部及び第２の集電部におけるｍ本の横骨（ｍは４以上の正の整数）は、第１の枠骨に隣接する第１の横骨から第３の枠骨に隣接する第ｍの横骨と定義され、第１の集電部及び第２の集電部におけるｎ本の縦骨は、第２の枠骨に隣接する第１の縦骨から第４の枠骨に隣接する第ｎの縦骨と定義される。そして本願第１の発明では、第１の集電部及び第２の集電部におけるｎ本の縦骨のうち、縦骨の長手方向に延びる仮想延長線が耳部及び第１の足部を通る２本の縦骨の長手方向と直交する方向の断面積を、２本の縦骨と第ｎの縦骨を除く他の縦骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくする。

【0008】

発明者の研究によると、鉛蓄電池用複合集電体にペースト状活物質を充填した状態で２つの耳部を被懸架部として懸架した場合、耳部と、第１の集電部の第１の足部及び第２の足部と第２の集電部の第１の足部及び第２の足部の２箇所の連結部分に集中して比較的大きな応力が発生し、その応力が原因となって、第１及び第２の集電部の変形が発生することが分かった。この変形を確実に防止するためには、枠骨、縦骨及び横骨の断面積を大きくして集電部の強度を全体的に高めればよい。しかしながらこのような構成を採用すると、極板の重量が増大し、極板の価格が高くなる問題が生じる。そこで種々実験をした結果、本願第１の発明のように、第１の集電部の耳部と第１の足部との間に位置する縦骨及び第２の集電部の耳部と第１の足部との間に位置する２本の縦骨の断面積を、この２本の縦骨と隣接する他の縦骨の断面積よりも大きくすると、充填済み鉛蓄電池用複合集電体を懸架した場合において、集電部の変形を抑制できることが分かった。断面積をどの程度にするかは、集電部の枠部を構成する枠骨の厚みに応じて定まる。このようにすると、集電部の各部の厚みを全体的に薄くした場合でも、集電部にペースト状活物質を充填した状態で２つの耳部を被懸架部として懸架したときに、２つの耳部間で第２の枠骨が変形することを効果的に抑制することができる。

【0009】

耳部が第２の枠骨の近くに設けられている場合には、２本の縦骨は第１の縦骨及び第２の縦骨であるのが好ましい。このようにすると第２の枠骨の変形を最も効果的に抑制することができる。

【0010】

この場合、第１の縦骨及び第２の縦骨の長手方向と直交する方向の断面の輪郭形状と第２の枠骨の長手方向と直交する方向の断面の輪郭形状とが、相似形を呈しているのが好ましい。

【0011】

また第ｎの縦骨の長手方向と直交する方向の断面積を、第３の縦骨から第ｎ−１の縦骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくするのが好ましい。このようにすると第ｎの縦骨の補強効果により、２つの耳部を被懸架部として懸架した場合において、第４の枠骨の変形を抑制して、活物質の脱落を効果的に防止できる。

【0012】

第１の集電部及び第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであれば、第１の集電部及び第２の集電部における第１の横骨から第ｍの横骨のうち、第１の枠骨に隣接する第１の横骨、第３の枠骨に隣接する第ｍの横骨及び第ｍ−２の横骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積が、残りの横骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きいことが好ましい。

【0013】

第１の集電部及び前記第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであれば、第１の横骨及び第ｍ−２の横骨の断面積は、第ｍの横骨の断面積よりも大きいことが望ましい。この構成は試験により導きだされたものであり、このような構成すると第１の集電部及び第２の集電部の耳部から離れた位置における格子の変形を抑制できる。

【0014】

第１の集電部及び第２の集電部がそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであれば、第２の横骨から第ｍ−３の横骨及び第ｍ−１の横骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状が同じであることが好ましい。そして第３の縦骨から第ｎ−１の縦骨のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状も同じであることが好ましい。このようにすると縦骨及び横骨の太さを部分的に増大させた場合でも、正極活物質の充填量の低下を抑制できる。

【0015】

第１の集電部及び第２の集電部がそれぞれ負極板の集電部として用いられるものであれば、第１の集電部及び第２の集電部における第１の横骨から第ｍの横骨のうち、第２の横骨、第ｍ−１の横骨及び第ｍ−３は、それぞれの横骨の長手方向と直交する方向の断面積が、残りの横骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくすることが好ましい。この構成は試験により導きだされたものであり、このような構成すると第１の集電部及び第２の集電部の耳部から離れた位置における格子の変形を抑制できる。

【0016】

第１の集電部及び第２の集電部が、それぞれ負極板の集電部として用いられるものであれば、第１乃至第４の枠骨の横断面積を３．００ｍｍ²〜３．５０ｍｍ²の範囲の値とし、第１及び第２の縦骨の横断面積を３．５０ｍｍ²〜４．００ｍｍ²の範囲の値とし、第３の縦骨から前記ｎ−１の縦骨の横断面積を１．００ｍｍ²〜１．５０ｍｍ²の範囲の値とし、第ｎの縦骨の横断面積を１．６０ｍｍ²〜２．００ｍｍ²の範囲の値とし、第２の横骨及び第ｍ−１の横骨の横断面積を３．２０ｍｍ²〜３．７０ｍｍ²の範囲の値とし、第ｍ−３の横骨の横断面積を２．８０ｍｍ²〜３．３０ｍｍ²の範囲の値とすることが好ましい。これらの数値範囲にすると、本発明の鉛蓄電池用複合集電体を負極板の製造に用いた場合に、ほぼ理想的な状態で、集電体の変形を抑制できる。

【0017】

第１の集電部及び第２の集電部が、それぞれ正極板の集電部として用いられるものの場合には、第１乃至第４の枠骨の横断面積を８．４０ｍｍ²〜８．７０ｍｍ²の範囲の値とし、第１及び第２の縦骨の横断面積を４．９０ｍｍ²〜５．３０ｍｍ²の範囲の値とし、第３の縦骨から第ｎ−１の縦骨の横断面積を２．００ｍｍ²〜３．１０ｍｍ²の範囲の値とし、第ｎの縦骨の横断面積を４．９０ｍｍ²〜５．３０ｍｍ²の範囲の値とし、第２の横骨及び第ｍ−１の横骨の横断面積を３．２０ｍｍ²〜３．７０ｍｍ²の範囲の値とし、第ｍ−３の横骨の横断面積を２．８０ｍｍ²〜３．３０ｍｍ²の範囲の値とするのが好ましい。これらの数値範囲にすると、本発明の鉛蓄電池用複合集電体を正極板の製造に用いた場合に、ほぼ理想的な状態で、集電体の変形を抑制できる。

【0018】

第１乃至第４の枠骨、ｍ本の横骨及びｎ本の縦骨の横断面の輪郭形状が実質的に六角形状であることが好ましい。これらの骨のすべての横断面の輪郭形状が実質的に六角形状であると、活物質の脱落を有効に抑制することができる。

【0019】

本願第２の発明は、第１の集電部及び第２の集電部の耳部同士が連結されている鉛蓄電池用複合集電体にも適用できる。この場合、鉛蓄電池用複合集電体は、第１の枠骨、第２の枠骨、第３の枠骨及び第４の枠骨が連続してつながって構成された枠部と、第１の枠骨の一端近傍に設けられて第１の枠骨から離れる方向に延びる耳部と、第１の枠骨と対向する第３の枠骨に設けられて耳部と対向する位置から耳部が延びる方向とは反対の方向に延びる第１の足部と、第１の足部との間に間隔を開けて第３の枠骨に設けられて耳部が延びる方向と反対の方向に延びる第２の足部と、第１及び第３の枠骨に沿って延び両端が第２及び第４の枠骨に連結されたｍ本の横骨（ｍは４以上の整数）及び第２及び第４の枠骨に沿って延び両端が第１及び第３の枠骨に連結されたｎ本の縦骨（ｎは４以上の正の整数）からなる格子部とを備えた第１の集電部及び第２の集電部を有している。そして第１の集電部の耳部と第２の集電部の耳部とが連結されている。また第１の集電部の耳部と第２の集電部の耳部と並行して配置されて第１の集電部の第１の枠骨と第２の集電部の第３の枠骨とを連結する連結骨部によって第１の集電部及び第２の集電部が連結されている。そして第１の集電部の第１の足部及び第２の足部に耳状部を備えた第１の懸架部が設けられている。また第２の集電部の第１の足部及び第２の足部に耳状部を備えた第２の懸架部が設けられている。この鉛蓄電池用複合集電体でも、第１の集電部及び第２の集電部におけるｍ本の横骨（ｍは４以上の正の整数）は、第１の枠骨に隣接する第１の横骨から第３の枠骨に隣接する第ｍの横骨と定義され、第１の集電部及び第２の集電部におけるｎ本の縦骨は、第２の枠骨に隣接する第１の縦骨から第４の枠骨に隣接する第ｎの縦骨と定義される。そして第１の集電部及び第２の集電部におけるｎ本の縦骨のうち、縦骨の長手方向に延びる仮想延長線が耳部及び第１の足部を通る２本の縦骨の長手方向と直交する方向の断面積が、２本の縦骨と隣接する他の縦骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きい。その他の構成としては、前述の本願第１の発明と同様の構成を採用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の鉛蓄電池用複合集電体の第１の実施の形態であって、それぞれ２つの足部が連結された２枚の鉛蓄電池用複合集電体を示す正面図である。

【図2】（ａ）乃至（ｅ）は、図１の第１の実施の形態における枠骨、横骨及び縦骨の拡大横断面図である。

【図3】本発明の鉛蓄電池用複合集電体の第２の実施の形態を示す図１と同様の図である。

【図4】図３の第２の実施の形態における図２と同様の図である。

【図5】本発明の鉛蓄電池用複合集電体の第３の実施の形態であって、それぞれ耳部が連結された２枚の鉛蓄電池用複合集電体を示す正面図である。

【図6】（ａ）乃至（ｅ）は、図５の第２の実施の形態における枠骨、横骨及び縦骨の拡大横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しつつ本発明の鉛蓄電池用複合集電体の実施の形態について説明する。

【0022】

（第１発明の第１の実施の形態）
図１は本発明の鉛蓄電池用複合集電体の第１の実施の形態のそれぞれの２つの足部が連結された状態を示す正面図であり、図２は第１の実施の形態の枠骨、横骨及び縦骨の長手方向と直交する方向の断面である横断面を拡大して示す図である。

【0023】

図１において、鉛または鉛合金から鋳造により形成された鉛蓄電池用複合集電体は、正極格子に適した第１集電部１及び第２集電部２を有し、第１集電部１の第１足部１１と第２集電部２の第１足部２１とが連結され、且つ第１集電部１の第２足部１２と第２集電部２の第２足部２２とが連結されて構成されている。第１集電部及び第２集電部は、それぞれ枠部１３、２３と耳部１４、２４と足部１１、２１、１２、２２と格子部１５、２５とを備えている。

【0024】

各枠部１３、２３は、第１枠骨１３１、２３１、第２枠骨１３２、２３２、第３枠骨１３３、２３３及び第４枠骨１３４、２３４がそれぞれ連続してつながって構成されている。

【0025】

耳部１４、２４はそれぞれ第１枠骨１３１、２３１の一端近傍に設けられて第１枠骨１３１、２３１から離れる方向に延びる。耳部１４、２４は足部１１、２１、１２、２２が連結された状態では、前述の一対のループ状搬送レーン（図示していない）に対する被懸架部として作用し、足部１１、２１、１２、２２が切り離されて第１集電部１及び第２集電部２が他の集電部と共に極板群を構成した後は、複数の耳部１４、２４がストラップ（図示していない）にまとめて接続され、完成した鉛蓄電池においてはストラップに設けられた極柱を通じて外部との間で充放電が行われる。

【0026】

第１足部１１、２１は、第１枠骨１３１、２３１とそれぞれ対向する第３枠骨１３３、２３３に設けられて耳部１４、２４とそれぞれ対向する位置から耳部１４、２４が延びる方向とは反対の方向に延びている。第２足部１２、２２は、第１足部１１、２１との間にそれぞれ間隔を開けて第３枠骨１３３、２３３に設けられて耳部１４、２４が延びる方向と反対の方向に延びている。

【0027】

格子部１５、２５はそれぞれ、第１及び第３枠骨１３１、２３１、１３３、２３３に沿って延び両端が第２及び第４枠骨１３２、２３２、１３４、２３４に連結された１４本(ｍ本)の横骨１６、２６及び第２及び第４の枠骨１３２、２３２、１３４、２３４に沿って延び両端が第１及び第３枠骨１３１、２３１、１３３、２３３に連結された８本（ｎ本）の縦骨１７、２７からなる。

【0028】

なお図１では横骨１６、２６は図視上下方向に延び、縦骨１７、２７は図視左右方向に延びている。これは連結された状態の第１集電部１及び第２集電部２がループ状搬送レーンに懸架されて搬送されている際の姿勢が図１に示されているためであり、その後極板群を構成して電解液に浸された使用状態では耳部１４、２４が上方に向かう方向に延び、横骨１６、２６は水平方向に、縦骨１７、２７は垂直方向にそれぞれ沿った姿勢になる。

【0029】

第１の実施の形態において、第１集電部１及び第２集電部２におけるそれぞれ１４本の横骨１６、２６は、第１枠骨１３１、２３１に隣接する第１横骨１６０１、２６０１から第３枠骨１３３、２３３に隣接する第１４横骨１６１４、２６１４と定義され、第１集電部１及び第２集電部２におけるそれぞれ８本の縦骨１７、２７は、第２枠骨１３２、２３２に隣接する第１縦骨１７１、２７１から第４枠骨１３４、２３４に隣接する第８縦骨１７８、２７８と定義される。

【0030】

そして第１の実施の形態では、第１集電部１及び第２集電部２におけるそれぞれ８本の縦骨１７１〜１７８、２７１〜２７８のうち、縦骨の長手方向に延びる仮想延長線が耳部１４、２４及び第１足部１１、２１を通るそれぞれ２本の縦骨、すなわち耳部１４、２４が第２枠骨１３２、２３２の近くに設けられているので第１及び第２縦骨１７１、１７２、２７１、２７２の長手方向と直交する方向の断面積を、それぞれ２本の縦骨１７１、１７２、２７１、２７２と第８の縦骨１７８、２７８を除く他の縦骨１７３〜１７７、２７３〜２７７のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくしている。

【0031】

図２（ａ）乃至８（ｅ）は、各枠骨、縦骨及び横骨それぞれの横断面の輪郭形状を示す図である。但し、図２（ａ）乃至８（ｅ）は正確な断面積を示すものではない。図２（ａ）は、第２枠骨１３２を含む各枠骨の横断面の輪郭形状を示しており、図２（ｂ）は、第１及び第２縦骨１７１、１７２、２７１、２７２と第８の縦骨１７８、２７８の横断面の輪郭形状と第１横骨１６０１、２６０１及び第１２横骨１６１２、２６１２の横断面の輪郭形状を示している。図２（ｃ）は、他の縦骨１７３〜１７７、２７３〜２７７の横断面の輪郭形状が示されている。さらに図２（ｄ）は第２〜第１１横骨１６０２〜１６１１、２６０２〜２６１１及び第１３横骨１６１３、２６１３、図２（ｅ）は第１４横骨１６１４、２６１４のそれぞれ横断面の輪郭形状である。第１及び第２縦骨１７１、１７２、２７１、２７２と第８の縦骨１７８、２７８の横断面の断面積は、他の縦骨１７３〜１７７、２７３〜２７７の横断面の断面積よりも大きい。また第１４横骨１６１４、２６１４のそれぞれ横断面の断面積は、第１横骨１６０１、２６０１及び第１２横骨１６１２、２６１２の横断面の断面積より小さいが、第２〜第１１横骨１６０２〜１６１１、２６０２〜２６１１の横断面の断面積よりも大きい。

【0032】

第１縦骨１７１、２７１及び第２縦骨１７２、２７２の横断面の輪郭形状と第２枠骨１３２の横断面の輪郭形状とは、いずれも実質的に六角形状で相似している。

【0033】

第８縦骨１７８、２７８の長手方向と直交する方向の断面積も、第３縦骨から第７縦骨１７３〜１７７、２７３〜２７７のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくしてある。このようにすると第８縦骨１７８、２７８の補強効果により、２つの耳部１４、２４を被懸架部として懸架した場合において、第４枠骨１３４、２３４の変形を抑制して、活物質の脱落を効果的に防止できる。

【0034】

また、第１の実施の形態の第１集電部１及び第２集電部２はそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、第１集電部１及び第２集電部２における第１横骨１６０１、２６０１から第１４横骨１６１４、２６１４のうち、第１枠骨１３１、２３１に隣接する第１横骨１６０１、２６０１、第３枠骨１３３、２３３に隣接する第１４横骨１６１４、２６１４及び第１２横骨１６１２、２６１２のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積を、残りの横骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくすることが、第１集電部１及び第２集電部２の耳部１４、２４から離れた位置における格子の変形を抑制できることが実験より導出された。

【0035】

さらに、第１横骨１６０１、２６０１及び第１２横骨１６１２、２６１２の断面積は、第１４横骨１６１４、２６１４の断面積よりも大きくしてあり、これにより第１集電部１及び第２集電部２の耳部１４、２４から離れた位置における格子の変形をより効果的に抑制できることが実験より導出された。

【0036】

また第２〜第１１横骨１６０２〜１６１１、２６０２〜２６１１及び第１３横骨１６１３、２６１３のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状は同じであり、第３〜第７縦骨１７３〜１７７、２７３〜２７７の横断面の断面積及び輪郭形状も同じであり、これにより縦骨及び横骨の太さを部分的に増大させた場合でも、正極活物質の充填量の低下を抑制できる。

【0037】

このように第１の実施の形態によれば、各縦骨１７１〜１７８、２７１〜２７８の断面積を調整することにより、第１集電部１及び第２集電部２の各部の厚みを全体的に薄くした場合でも、鉛蓄電池用複合集電体にペースト状活物質を充填した状態で２つの耳部１４、２４を被懸架部として懸架した場合、耳部１４、２４と、第１集電部１の第１足部１１及び第２足部１２と第の集電部２の第の足部２１及び第２足部２２の２箇所の連結部分に集中して比較的大きな応力が発生することによる第１集電部１及び第２集電部２の変形の発生を効果的に抑制することができる。

【0038】

なお第１の実施の形態において、枠骨１３、２３の横断面積を８．４０ｍｍ²〜８．７０ｍｍ²の範囲の値とし、第１及び第２の縦骨の１７１、１７２、２７１、２７２横断面積を４．９０ｍｍ²〜５．３０ｍｍ²の範囲の値とし、第３の縦骨から第７の縦骨１７３〜１７７、２７３〜２７７の横断面積を２．００ｍｍ²〜３．１０ｍｍ²の範囲の値とし、第８の縦骨１７８、２７８の横断面積を４．９０ｍｍ²〜５．３０ｍｍ²の範囲の値とし、第１横骨１６０１、２６０１、第１２横骨及び第１４横骨の横断面積を３．２０ｍｍ²〜３．７０ｍｍ²の範囲の値とし、それ以外の横骨の横断面積を２．８０ｍｍ²〜３．３０ｍｍ²の範囲の値としている。これらの数値範囲にすると、第１の実施の形態の鉛蓄電池用複合集電体を正極板の製造に用いた場合に、ほぼ理想的な状態で、集電体の変形を抑制できる。

【0039】

本実施の形態の鉛蓄電池用複合集電体に正極活物質ペーストを充填して乾燥した後、第１の集電部１の第１の足部１１と第２の集電部２の第１の足部２１との連結部を分離し、第１の集電部１の第２の足部１２と第２の集電部２の第２の足部２２との連結部を分離することにより、２枚の正極板が完成する。

【0040】

（第１発明の第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態の鉛蓄電池用複合集電体を示す図１と同様の図であり、図４は第２の実施の形態における図２と同様の図である。

【0041】

図３において、第２の実施の形態は負極格子に適したものであり、第１集電部３及び第４集電部４は、それぞれ枠部３３、４３、耳部３４、４４、足部３１、４１、３２、４２、格子部３５、４５を有する主たる構成は第１の実施の形態と同様であり、また同様に格子部３５、４５は１４本の横骨３６０１〜３６１４、４６０１〜４６１４と８本の縦骨３７１〜３７８、４７１〜４７８を有する。各部材の連結や位置関係については第１の実施の形態と同様なので詳細な説明は省略する。

【0042】

図４に、各枠骨、横骨及び縦骨の横断面の輪郭形状を示す。なおこれらの図は、各横断面の輪郭形状を示すものであって、各図の横断面の面積は、実際の枠骨、横骨及び縦骨の横断面面積と比例するものではない。

【0043】

なお、第１の集電部及び前記第２の集電部は、それぞれ負極板の集電部として用いられるものである。第１の実施の形態の正極板と第２の実施の形態の負極板とで形状が異なるのは、主として正極板の格子の腐食の進み方により決定する鉛蓄電池の寿命を可能な限り延ばすことができるように、正極板の方が多く鉛を使用しており、従って重量がより重くなるとともに、荷重の偏る箇所も異なってくるためである。

【0044】

具体的に、第２の実施の形態においては、図４（ａ）に横断面の輪郭形状を示す第１乃至第４の枠骨３３１〜３３４及び４３１〜４２３４の横断面積が３．００ｍｍ₂〜３．５０ｍｍ₂であり、図４（ｂ）に横断面の輪郭形状を示す第１及び第２の縦骨３７１，３７２,４７１，４７２の横断面積が３．５０ｍｍ₂〜４．００ｍｍ₂であり、図４（ｃ）に横断面の輪郭形状を示す第３の縦骨３７３，４７３からｎ−１の縦骨３７７,４７７の横断面積が１．００ｍｍ₂〜１．５０ｍｍ₂であり、図４（ｄ）に横断面の輪郭形状を示す前記第ｎの縦骨３７８，４７８の横断面積が１．６０ｍｍ₂〜２．００ｍｍ₂であり、図４（ｅ）に横断面の輪郭形状を示す第２の横骨３６０２，４６０２及び第ｍ−１の横骨３６１３，４６１３の横断面積が３．２０ｍｍ₂〜３．７０ｍｍ₂であり、図４（ｆ）に横断面の輪郭形状を示す第ｍ−３の横骨の横断面積が２．８０ｍｍ₂〜３．３０ｍｍ₂である。

【0045】

（第２発明の第１の実施の形態）
図５は、本願第２発明の第１の実施の形態の蓄電池用複合集電体の平面図である。図６は本願第２発明の第１の実施の形態の枠骨、横骨及び縦骨の長手方向と直交する方向の断面である横断面を拡大して示す図である。図５においては、図１に示した実施の形態と同様の部分に、図１に付した符号の数に４０または４００の数を加えた数を符号として付してある。本実施の形態では、第１の集電部４１の耳部５４と第２の集電部４２の耳部６４とが連結されている。また第１の集電部４１と第２の集電部４２とが、連結された２つの耳部５４，６４と並行する連結骨部７０によって連結されている。そして第１の集電部４１の第１の足部５１及び第２の足部５２に耳状部５５Ａを備えた第１の懸架部５８が設けられ、第２の集電部４２の第１の足部６１及び第２の足部６２に耳状部６５Ａを備えた第２の懸架部６８が設けられている。本実施の形態の鋳造により製造される鉛蓄電池用複合集電体では、第１の懸架部５８の耳状部５８Ａと第２の懸架部６８の耳状部６８Ａが、前述の一対のループ状搬送レーン（図示していない）に対する被懸架部として作用する。

【0046】

第１の集電部４１及び第２の集電部４２に正極活物質ペーストが充填されて乾燥された後、耳部５４、６４の連結が切り離され、連結骨部７０が切り離され、第１の懸架部５８及び第２の懸架部６８が取り除かれて、２枚の正極板が完成する。

【0047】

格子部５５、６５はそれぞれ、第１及び第３枠骨５３１、６３１、５３３、６３３に沿って延び両端が第２及び第４枠５３２、６３２、５３４、６３４に連結された１４本の横骨５６、６６及び第２及び第４の枠骨５３２、６３２、５３４、６３４に沿って延び両端が第１及び第３枠骨５３１、６３１、５３３、６３３に連結された１１本の縦骨５７、６７からなる。

【0048】

本実施の形態において、第１集電部４１及び第２集電部４２におけるそれぞれ１４本の横骨５６、６６は、第１枠骨５３１、６３１に隣接する第１横骨５６０１、６６０１から第３枠骨５３３、６３３に隣接する第１４横骨５６１４、６６１４と定義され、第１集電部４１及び第２集電部４２におけるそれぞれ１１本の縦骨１７、２７は、第２枠骨５３２、６３２に隣接する第１縦骨５７１、６７１から第４枠骨５３４、６３４に隣接する第１１縦骨５８１、６８１と定義される。

【0049】

そして本実施の形態では、第１集電部４１及び第２集電部４２におけるそれぞれ１１本の縦骨５７１〜５８１、６７１〜６８１のうち、縦骨の長手方向に延びる仮想延長線が耳部４４、６４及び第１足部５１、６１を通るそれぞれ２本の縦骨、すなわち耳部４４、６４が第２枠骨５３２、６３２の近くに設けられているので第１及び第２縦骨５７１、５７２、６７１、６７２の長手方向と直交する方向の断面積を、それぞれ２本の縦骨５７１、５７２、６７１、６７２と第１１の縦骨５８１、６８１を除く他の縦骨５７３〜５８０、６７３〜６８０のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくしている。図６は、各枠骨、縦骨及び横骨それぞれの横断面の輪郭形状を示す図であり、第１及び第２縦骨５７１、５７２、６７１、６７２と第１１の縦骨５８１、６８１の横断面の輪郭形状が図６（ｂ）に、他の縦骨５７３〜５８０、６７３〜６８０の横断面の輪郭形状が図６（ｃ）にそれぞれ示されている。

【0050】

このとき、第１縦骨５７１、６７１及び第２縦骨５７２、６７２の横断面の輪郭形状と第２枠骨５３２の横断面の輪郭形状とが、相似形を呈しているのが好ましい。

【0051】

図６（ａ）は第２枠骨５３２を含む各枠骨の横断面の輪郭形状、図６（ｂ）は第１縦骨５７１、５７１、第２縦骨５７２、５７２及び第１１縦骨５８１、６８１の横断面の輪郭形状であり、いずれも実質的に六角形状で相似している。

【0052】

第１１縦骨５８１、６８１の長手方向と直交する方向の断面積は、第３縦骨から第１０縦骨５７３〜５８０、６７３〜６８０のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくしてある。このようにすると第１１縦骨５８１、６８１の補強効果により、２つの耳状部５８Ａ、６８Ａを被懸架部として懸架した場合において、第４枠骨５３４、６３４の変形を抑制して、活物質の脱落を効果的に防止できる。

【0053】

また、本実施の形態の第１集電部４１及び第２集電部２はそれぞれ正極板の集電部として用いられるものであり、第１集電部４１及び第２集電部４２における第１横骨５６０１、６６０１から第１４横骨５６１４、６６１４のうち、第１枠骨５３１、６３１に隣接する第１横骨５６０１、６６０１、第３枠骨５３３、６３３に隣接する第１４横骨５６１４、６６１４及び第１２横骨５６１２、６６１２のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積を、残りの横骨の長手方向と直交する方向の断面積よりも大きくしている。このようにすると第１集電部１及び第２集電部２の耳部５４、６４から離れた位置における格子の変形を抑制できることが実験より導出された。

【0054】

図６（ｅ）は第１横骨５６０１、６６０１及び第１２横骨５６１２、６６１２、,５６１４，６６１４、図６（ｄ）は第２〜第１１横骨５６０２〜５６１１、６６０２〜６６１１及び第１３横骨５６１３、６６１３の輪郭形状である。

【0055】

第１横骨５６０１、６６０１及び第１２横骨５６１２、６６１２の断面積は、第１４横骨１６１４、２６１４の断面積よりも大きくしてあり、これにより第１集電部１及び第２集電部２の耳部１４、２４から離れた位置における格子の変形をより効果的に抑制できることが実験より導出された。

【0056】

また第２〜第１１横骨５６０２〜５６１１、６６０２〜６６１１及び第１３横骨５６１３、６６１３のそれぞれの長手方向と直交する方向の断面積及び断面の輪郭形状は同じであり、第３〜第１０縦骨５７３〜５８０、５７３〜６８０の横断面の断面積及び輪郭形状も同じであり、これにより縦骨及び横骨の太さを部分的に増大させた場合でも、正極活物質の充填量の低下を抑制できる。

【0057】

このように本実施の形態によれば、各縦骨５７１〜５８１、６７１〜６８１の断面積を調整することにより、第１集電部４１及び第２集電部４２の各部の厚みを全体的に薄くした場合でも、鉛蓄電池用複合集電体にペースト状活物質を充填した状態で２つの耳状部５８Ａ、６８Ａを被懸架部として懸架した場合、耳部５４、６４と、第１集電部４１の第１足部５１及び第２足部５２と第２集電部４２の第の足部６１及び第２足部６２の２箇所の連結部分と、連結骨部７０に集中して比較的大きな応力が発生することによる第１集電部４１及び第２集電部４２の変形の発生を効果的に抑制することができる。

【0058】

なお本実施の形態において、枠骨５３、６３の横断面積を８．４７ｍｍ²〜８．６７ｍｍ²の範囲の値とし、第１及び第２の縦骨の５７１、５７２、５７１、５７２横断面積を５．０２ｍｍ²〜５．２２ｍｍ²の範囲の値とし、第３の縦骨から第１０の縦骨５７３〜５８０、６７３〜６８０の横断面積を２．０９ｍｍ²〜３．１０ｍｍ²の範囲の値とし、第１１の縦骨５８１、６８１の横断面積を５．０２ｍｍ²〜５．２２ｍｍ²の範囲の値とし、第２の横骨５６０２、６６０２〜第１１の横骨５６１１，６６１１及び第１３の横骨５６１３、６６１３の横断面積を３．３６ｍｍ²〜３．５６ｍｍ²の範囲の値とし、第１の横骨５６０１，６６０１、第１１横骨５６１１、６６１１、第１４の横骨５６１４、６６１４の横断面積を２．９４ｍｍ²〜３．１４ｍｍ²の範囲の値としている。これらの数値範囲にすると、本実施の形態の鉛蓄電池用複合集電体を正極板の製造に用いた場合に、ほぼ理想的な状態で、集電体の変形を抑制できる。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明によると、格子部を構成する縦骨の一部の横断面の断面積を大きくすることにより、２つの耳部を被懸架部として懸架した状態で搬送されても、鉛蓄電池用複合集電体が変形することがない。

【符号の説明】

【0060】

１ 第１集電体
２ 第２集電体
１１、２１ 第１足部
１２、２２ 第２足部
１３、２３ 枠骨
１３１、２３１ 第１枠骨
１３２、２３２ 第２枠骨
１３３、２３３ 第３枠骨
１３４、２３４ 第４枠骨
１４、２４ 耳部
１５、２５ 格子部
１６、２６ 横骨
１６０１、２６０１ 第１横骨
１６０２、２６０２ 第２横骨
１６１１、２６１１ 第１１横骨
１６１２、２６１２ 第１２横骨
１６１３、２６１３ 第１３横骨
１６１４、１６１４ 第１４横骨
１７、２７ 縦骨
１７１、２７１ 第１縦骨
１７２、２７２ 第２縦骨
１７７、２７７ 第７縦骨
１７８、２７８ 第８縦骨

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】