鉛蓄電池
【課題】量産性に優れ、しかも長寿命な鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】枠部２１と、枠部の内側に格子２２を形成する横格子骨２３及び縦格子骨２４とを備えた格子板２０に活物質を充填して極板を構成した鉛蓄電池において、横格子骨２３を、枠部と厚みが等しい太横骨２３ｂと、太横骨よりも幅及び厚みが小さい細横骨２３ａとにより構成し、縦格子骨２４を、枠部よりも厚みが小さく、厚み方向の一端が枠部の厚み方向の一端と同一平面上に配置された太縦骨２４ｂと、太縦骨よりも厚み及び幅が小さい細縦骨２４ａとにより構成して、細横骨及び細縦骨の厚み方向の一端側の端面を枠部の厚み方向の一端側の端面よりも厚み方向の内側に位置させ、細横骨及び細縦骨の厚み方向の他端側の端面を枠部の厚み方向の他端側の端面よりも厚み方向の内側に位置させた。
【解決手段】枠部２１と、枠部の内側に格子２２を形成する横格子骨２３及び縦格子骨２４とを備えた格子板２０に活物質を充填して極板を構成した鉛蓄電池において、横格子骨２３を、枠部と厚みが等しい太横骨２３ｂと、太横骨よりも幅及び厚みが小さい細横骨２３ａとにより構成し、縦格子骨２４を、枠部よりも厚みが小さく、厚み方向の一端が枠部の厚み方向の一端と同一平面上に配置された太縦骨２４ｂと、太縦骨よりも厚み及び幅が小さい細縦骨２４ａとにより構成して、細横骨及び細縦骨の厚み方向の一端側の端面を枠部の厚み方向の一端側の端面よりも厚み方向の内側に位置させ、細横骨及び細縦骨の厚み方向の他端側の端面を枠部の厚み方向の他端側の端面よりも厚み方向の内側に位置させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に多く使用される二次電池として、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池等の高性能な電池の開発が進んでいる。しかしながら、リチウムイオン電池及びニッケル−水素電池は、価格の面で不利であり、特にリチウムイオン電池は、安全性の面で十分な配慮が必要であるため、停電時に備えてオフィスビルや病院等に設置するバックアップ電源に用いる電池や、瞬時電圧低下対策用の産業用電池、或いは自動車用電池等としては、鉛蓄電池が多く用いられている。また最近、太陽電池を用いた発電設備や風力発電機を用いた発電設備のように、自然エネルギを用いた発電設備が盛んに建設されるようになっているが、このような発電設備においては、電力の平準化を図るために、発電設備に二次電池を用いた蓄電設備を付属させることが検討されている。このような蓄電設備においては、多量の電池を必要とするため、電池としては、鉛蓄電池を用いるのが有利である。
【０００３】
一般に鉛蓄電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層することにより構成した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構造を有する。鉛蓄電池の極板としては、クラッド式、ペースト式、チュードル式等、種々の構造を有するものが知られているが、産業用や自動車用の鉛蓄電池においては、大電流放電が可能であるペースト式の極板が多く用いられている。また産業用や自動車用の鉛蓄電池としては、メンテナンスを容易にするために、補水の必要性をなくした密閉型鉛蓄電池が多く用いられている。
【０００４】
最近、鉛蓄電池の長寿命化を図ることの必要性が高まっている。特に、自然エネルギを利用した発電設備に付帯設備として設ける蓄電設備においては、鉛蓄電池の寿命を、風力発電機や太陽電池等の発電手段の耐用年数と同等の長さ（例えば１７年以上）とすることが望まれている。
【０００５】
ペースト式の正極板及び負極板は、集電体を構成する正極用格子板及び負極用格子板にそれぞれペースト状の正極活物質及び負極活物質を充填して保持させた構造を有する。正極用格子板及び負極用格子板としては、鋳造により製造されるものと、鉛または鉛合金の板にエキスパンド加工を施すことにより製造されるものとが用いられているが、電池の長寿命化を図ることを重視する場合には、後記するように、格子骨の断面積を大きくする必要があるため、正極用格子板及び負極用格子板として、鋳造により製造されるものを使用するのが有利である。
【０００６】
鋳造により製造される格子板は、例えば特許文献１に示されているように、ほぼ四角形（長方形または正方形）の輪郭形状を有して、横方向に伸び、縦方向に相対する一対の横枠骨と、縦方向に伸び、横方向に相対する一対の縦枠骨とを有する枠部と、この枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とにより構成される。
【０００７】
なお本明細書においては、格子板及び極板の各部の特定を容易にするため、格子板の集電用耳部が設けられた部分を格子板の上部とし、縦枠骨が伸びる方向（縦枠骨の長手方向）を格子板の縦方向とする。また横枠骨が伸びる方向を格子板の横方向とし、格子板の縦方向及び横方向の双方に対して直角な方向を格子板の厚み方向とする。極板の縦方向、横方向及び厚み方向はそれぞれ、格子板の縦方向、横方向及び厚み方向に沿う方向とする。また各枠骨及び各格子骨については、格子板の厚み方向に沿う方向を厚み方向とし、それぞれの長手方向と厚み方向との双方に対して直角な方向を幅方向とする。更に、格子板を水平面上に寝かせた姿勢にして格子板に活物質を充填する際に、格子板の上方に向けられる面及び下方に向けられる面をそれぞれ格子板の表面及び裏面とする。
【０００８】
正極用格子板及び負極用格子板に活物質を充填して正極板及び負極板を製造する際には、格子板を寝かせた状態で（その厚み方向を上下方向に向けた状態で）ペースト充填機内に送り込んで、上方から格子板の表面にペースト状の活物質を供給し、供給した活物質を格子板の表面（格子板の上方に向いた面）側から格子を通して裏面（格子板の下方に向いた面）側に流動させることにより、格子全体に活物質を充填する。格子全体にむら無く活物質を充填するためには、格子板の表面側から格子を通して格子板の裏面側に十分な量の活物質を供給し、かつ格子板の裏面側での活物質の流動を円滑に行わせることが必要である。
【０００９】
鉛蓄電池の寿命を長くするためには、格子板（特に正極用格子板）の横格子骨及び縦格子骨の全体を活物質中に埋設した状態にするのが理想である。正極用格子板の格子骨の一部が活物質から露出した状態にあると、格子骨の活物質から露出した部分（格子骨の露出部分という。）が電解液である硫酸に直に接触するため、放電時に格子骨の露出部分の表面で放電反応が起って、格子骨の露出部分の表面に不動態である硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）の膜が生成する。特に格子骨がカルシウムを含む鉛合金により形成されている場合には、格子骨の表面が活性を有するため、格子骨の表面が電解液に直接接触していると、格子骨の表面で放電反応が生じて硫酸鉛の膜が生成され易い。
【００１０】
格子骨の表面に形成された不動態膜は、導電性を有しておらず、充電しても元に戻らない。正極用格子板の格子骨の一部が活物質から露出していると、その露出部分から格子骨と活物質との間の界面に電解液が侵入していくため、格子骨表面への不動態膜の生成が進展していき、やがてその格子骨の表面全体に不動態膜が生成された状態になる。格子骨の表面全体に不動態膜が生成された状態になると、その格子骨と活物質との間の導通が阻害されるため、充電を行うことができなくなって、電池の早期容量低下（ＰＣＬ：Premature Capacity Loss）を招き、電池の長寿命化を図るという要請に応えることができなくなる。
【００１１】
また鉛蓄電池は、使用に伴って各部の劣化が進むとやがて寿命に至る。鉛蓄電池が寿命に至る主な原因として、充電時に正極板で起こる格子板の腐食（酸化によるＰｂＯ２の生成）が挙げられる。正極用格子板へのＰｂＯ２の生成は、格子板の表面からその内部へと徐々に進展していく。ＰｂＯ２は導電性を有するが、脆弱であるため、格子骨の腐食が進むと、格子骨が破断したり、格子骨の形が崩れて活物質を保持する機能が失われたりするようになり、やがて電池が寿命に達する。従って、鉛蓄電池の寿命を延ばすためには、格子板の腐食がその全体に及ぶまでの時間を長くするために、格子板の枠部及び格子骨の断面積を十分に大きくしておく必要がある。
【００１２】
上記のことから、ペースト式の極板を用いた鉛蓄電池の寿命を延ばすためには、格子板（特に正極の格子板）の格子骨の断面積を十分に大きくしておくことが必要であり、また格子骨の活物質から露出している部分を極力少なくすることが必要である。
【００１３】
ところが、極板の寿命を延ばすために、すべての格子骨の断面積を大きくすると、格子骨相互間の隙間が狭くなるため、所定の電池容量を得るために必要な量の活物質を格子板に充填することができなくなる。また格子骨の断面積を大きくすると、格子の隙間が小さくなって、格子板に活物質を充填する際に活物質を格子板の表面側から裏面側に円滑に流動させることが難しくなるため、活物質充填時に格子板の裏面側に活物質を十分に供給することができなくなり、格子板の裏面側で格子骨の露出部分が生じ易くなるという問題が生じる。
【００１４】
特許文献２には、格子骨を太骨と細骨とにより構成して、太骨の部分に機械的強度を持たせるようにした格子板が提案されている。この格子板では、格子骨の一部を細骨としたことにより、格子の隙間を拡大することができるため、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を容易にすることができる。
【００１５】
しかしながらこの格子板では、すべての太骨の厚みと細骨の厚みとを枠部の厚みに等しく設定していたため、格子板に活物質を充填する際に、太骨及び細骨の厚み方向の端面を活物質で覆うことが難しいという問題があった。ペースト充填機により格子板に活物質を充填する際に、ペースト充填機から活物質が直接供給される格子板の表面側では、格子骨を完全に覆うように活物質を塗着することが容易である。しかし、格子板の裏面側では、もっぱら格子の隙間を通過した活物質の流動に頼って活物質を充填するため、格子骨の露出部分を覆うことが困難である。
【００１６】
鉛蓄電池用の極板を製造する際には、搬送ベルト上に載せられた格子板に上方から送りローラを摩擦接触させて、各格子板を搬送ベルトと送りローラとの間に挟んだ状態でペースト充填機に送り込み、ペースト充填機により格子板に活物質を充填する活物質充填工程を行う。活物質充填工程を行った後、活物質が充填された格子板（極板）を、上下に相対する加圧ローラと送りローラとの間に通して、格子板に充填された活物質を極板の厚み方向に圧縮する活物質圧縮工程を行う。この活物質圧縮工程においても、僅かではあるが極板の表面側及び裏面側で活物質の流動を生じさせることができる。従って、ペースト充填機により格子板に活物質を充填した段階で、極板の裏面側に格子骨の露出部分が存在していても、その露出部分の面積が十分に狭ければ、活物質圧縮工程において、その露出部分を活物質で覆うことができる。しかしながら、極板の裏面側に存在する格子骨の露出部分の面積が広い場合には、活物質圧縮工程で生じる活物質の流動によっては、格子骨の露出部分を活物質で完全に覆うことができないことがある。
【００１７】
特許文献２に示された格子板では、格子板の裏面側で太骨及び細骨の双方の厚み方向の端面が枠部の端面と同一平面上に配置されているため、活物質充填工程を完了した段階で、格子板の裏面側で太骨及び細骨の双方の厚み方向の端面が露出した状態にあり、格子骨の露出部分の面積が広くなるのを避けられない。このように、活物質充填工程を終了した時点で、格子板の裏面側で格子骨の露出部分が広い面積を有していると、その後に行われる活物質圧縮工程で、格子骨の露出部分を完全に活物質で覆うことが困難になり、格子骨の露出部分が露出したままの状態にされる可能性が高くなる。正極板に格子骨の露出部分が存在すると、前述のように、格子骨に不動態膜が生成され、この不動態膜の生成が電池の早期容量低下を招く原因になる。
【００１８】
そこで、本発明者は、特許文献３に示されているように、格子骨を太骨と細骨とにより構成して、格子板に充填される活物質の量が少なくなるのを防ぐとともに、活物質を充填する際の活物質の流動を容易にして、極板の裏面側で格子骨の端面が活物質から露出した状態になるのを抑制することを可能にした格子板を提案した。
【００１９】
本発明者が先に提案した格子板は、下記のように構成される。
ａ．縦格子骨及び横格子骨の少なくとも一方が太骨と細骨とにより構成されて、各太骨に隣接する格子骨が細骨となるように太骨と細骨とが配列される。
ｂ．太骨の厚みが枠部の厚みよりも小さく設定されて、太骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面が枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも厚み方向の内側に配置される。
ｃ．細骨の幅及び厚みはそれぞれ太骨の幅及び厚みよりも小さく設定され、各細骨は、その厚み方向の一端側の端面を太骨の厚み方向の一端側の端面が配置された平面寄りに偏った位置させた状態で設けられる。
【００２０】
上記のように、縦格子骨及び横格子骨の少なくとも一方を太骨と細骨とにより構成すると、細骨の部分の腐食が進んでその機械的強度が低下した場合でも、より長期間の腐食に耐える太骨の部分に機械的強度を持たせて格子の形状を維持することができるため、すべての格子骨を細骨により構成した場合よりも更に長期間に亘って格子の活物質保持機能を維持することができる。
【００２１】
また上記のように、各太骨に隣接する格子骨が細骨となるように太骨と細骨とを配列しておくと、太骨の側方にペースト状活物質を流動させるための広いスペースを確保することができるため、格子板の表面側から活物質を充填する際に、活物質を格子板の裏面側に円滑に流動させて、格子板の裏面側への活物質の充填を良好に行わせることができる。
【００２２】
更に上記のように構成すると、格子板の裏面側で、細骨及び太骨の端面が枠部の端面よりも内側に配置されるため、格子板の裏面側で細骨及び太骨の端面が活物質から露出した状態になるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００１−３３２２６８号公報
【特許文献２】特開平４−１７１６６６号公報
【特許文献３】ＷＯ（国際公開）２０１０／７３５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明者が先に提案した格子板を用いると、長期間腐食に耐える太骨の部分に機械的強度を持たせて、格子の形状を長期間維持することができるため、電池の寿命を延ばすことができる。また格子骨に露出部分が生じるのを抑制することができるため、格子骨に硫酸鉛の不動態膜が生成されるのを抑制して、電池の寿命を延ばすことができる。
【００２５】
しかしながら、その後の検証により、本発明者が先に提案した格子板を用いた場合には、一連の格子板を連続的にペースト充填機に供給して極板を量産する際に、格子板をペースト充填機に正しい姿勢で送り込むことができなくなって、ラインが停止するトラブルが無視できない頻度で発生することが明らかになった。
【００２６】
矩形状の格子板を用いて極板を量産するラインにおいて、格子板にペースト状の活物質を充填する際には、一連の格子板を、それぞれの横方向（短辺方向）を搬送方向に向けて寝かせた状態で搬送ベルトによりペースト充填機に向けて搬送し、格子板がペースト充填機に近づいたところで、搬送されてくる格子板に上方から送りローラを摩擦接触させ、格子板を送りローラと搬送ベルトとの間に挟んだ状態でペースト充填機に送り込む。
【００２７】
先に提案した格子板においては、太骨の厚み方向の両端が枠部の厚み方向の両端よりも内側に配置され、また細骨の厚み方向の両端も枠部の厚み方向の両端より内側に配置されていたため、格子部全体の厚み方向の両端が枠部の厚み方向の両端よりも内側に引っ込んだ状態にある。そのため、格子板をペースト充填機に送り込む際には、搬送ベルト及び送りローラが格子板の枠部のみに摩擦接触することになる。搬送ベルト及び送りローラが格子板の枠部にしか接触することができないと、格子板と送りローラとの間及び格子板と搬送ベルトの間の摩擦抵抗が不足するため、格子板をペースト充填機に正しい姿勢で送り込むことができないことがある。格子板をペースト充填機に正しい姿勢で送り込むことができないと、格子板が変形したり、格子板への活物質の充填を正常に行うことができなくなる。ペースト充填機に正しい姿勢で送り込まれなかった格子板に活物質が充填されることにより得られた極板は不良品となるため、この極板を鉛蓄電池の組立工程に供給することは許されない。従って、格子板を正しい姿勢でペースト充填機に供給することができない事態が生じた場合には、一旦生産ラインを止めてその格子板をラインから撥ねる必要がある。
【００２８】
上記のように、先に提案した格子板を用いた場合には、ラインを停止させる必要があるトラブルが無視できない頻度で発生するため、製造能率の低下を招くおそれがあった。鉛蓄電池の歩留まりを高め、生産性を向上させて、しかも高品質の極板を得るためには、ペースト充填機への格子板の供給を、格子板の姿勢を正しい状態に保って、確実に行わせることが重要である。
【００２９】
本発明の目的は、量産性に優れ、しかも長寿命の鉛蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、正極用の格子板に正極活物質を充填してなる正極板と、負極用の格子板に負極活物質を充填してなる負極板とを備えた鉛蓄電池に係わるものである。本発明においては、少なくとも正極用の格子板が下記のように構成される。
（1.1）横方向に伸び縦方向に相対する一対の横枠骨と縦方向に伸び横方向に相対する一対の縦枠骨とを有し、横方向及び縦方向の双方に対して直角な厚み方向に一定の厚み寸法を有する枠部と、横枠骨及び縦枠骨とそれぞれ平行に伸びるように設けられて枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とを備えている。
（1.2）縦格子骨及び横格子骨はそれぞれ、複数の細縦骨及び細横骨と、細縦骨及び細横骨よりも断面積が大きい複数の太縦骨及び太横骨とを有して、各太縦骨の側方に少なくとも一つの細縦骨が並び、各太横骨の側方に複数の細横骨が並ぶように、太縦骨及び細縦骨と太横骨及び細横骨とが配列される。
（1.3）複数の太縦骨は、枠部の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面を前記枠部の厚み方向の一端側の端面と同一平面上に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面を前記枠部の厚み方向の他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置される。
（1.4）複数の細縦骨は、太縦骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ太縦骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置される。
（1.5）複数の太横骨は、枠部の厚みに等しい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面と同一の平面上に位置させた状態で配置される。
（1.6）各太横骨は、その厚み方向及び長手方向の双方に対して直角な方向を幅方向としたときに、その厚み方向の他端側の端面の幅寸法が、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法よりも小さく設定される。
（1.7）複数の細横骨は、太横骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ太横骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置される。
（1.8）本発明の一態様では、上記複数の細縦骨が、太さが異なる複数種類の細縦骨を有している。
（1.9）本発明の他の態様では、上記複数の細横骨が、太さが異なる複数種類の細横骨を有している。
【００３１】
格子板を上記のように構成すると、太横骨の厚み方向の一端と、太縦骨の厚み方向の一端とを枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させることができるため、格子板を送りローラによりペースト充填機内に送り込む際に、送りローラと格子板との接触面積を十分に確保して、送りローラと格子板との間の摩擦抵抗を大きくすることができる。また上記のように構成すると、太横骨の厚み方向の他端を枠部の厚み方向の他端側の端面と同一の平面上に位置させることができるため、格子板と搬送ベルトとの接触面積を大きくして、両者間の摩擦抵抗を大きくすることができる。従って、格子板を搬送ベルトと送りローラとの間に挟んでペースト充填機に供給する際に、格子板と送りローラとの間及び格子板と搬送ベルトとの間の摩擦抵抗を十分に大きくして、格子板を、その横方向を搬送方向に向けた正規の姿勢を保った状態で、ペースト充填機内に確実に送り込むことができ、活物質の充填作業を円滑に行わせることができる。
【００３２】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板においては、その表面（活物質充填時に上方に向けられる面）側で、太横骨と太縦骨との双方の厚み方向の端面が枠部の厚み方向の端面と同一平面上に配置されているため、枠骨と太横骨及び太縦骨とにより、格子板の表面に開口した多数の矩形状の仕切り枠が縦横に並んだ状態で構成され、格子板の表面は、これらの仕切り枠により縦横に仕切られた状態にある。このように格子板の表面が、多数の仕切り枠により仕切られていると、活物質の充填圧力を分散させることなく、各仕切り枠内の制限された領域を通して格子板の表面側から裏面側に均一かつ確実に伝達することができるため、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を均一かつ円滑に行わせて、格子板の裏面側への活物質の充填を良好に行わせることができる。
【００３３】
格子板に活物質を充填した後は、格子板を加圧ローラと送給ローラとの間に通すことにより、充填された活物質を押し固める活物質圧縮工程を行う。このとき枠骨と太横骨及び太縦骨とにより構成される仕切り枠が、加圧ローラから格子板に与えられる加圧力を各部に均一に伝達する作用をするため、活物質が全体に均一に充填されて押し固められた高品質の極板を容易に得ることができる。
【００３４】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板においては、その表面（活物質充填時にペースト充填機から活物質が供給される面であって、上方に向けられる面）側で、太横骨と太縦骨との双方の厚み方向の端面が枠部の厚み方向の端面と同一平面上に配置されている。しかし、格子板の表面側では、活物質充填時に太横骨及び太縦骨を隠すように、枠部の厚みを越えて活物質を塗着することが容易であるため、太横骨及び太縦骨の厚み方向の端面と、枠部の厚み方向の端面とが同一平面上に配置されていても、太横骨及び太縦骨を露出させないように活物質を充填することは容易である。
【００３５】
格子板の裏面側では、太横骨の厚み方向の端面のみが、枠部の厚み方向の端面が配置されている平面と同一の平面上に配置される。格子板の裏面側で露出している骨の端面を、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動のみによって完全に覆うことは困難である。しかし、本発明においては、格子板の裏面側での各太横骨の厚み方向の端面の幅寸法が、格子板の表面側での各太横骨の厚み方向の端面の幅寸法よりも小さく設定されているため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側で太横骨の厚み方向の端面が露出したとしても、その露出部分の面積は十分に狭くすることができる。そのため、活物質充填工程の終了時に、極板の裏面側で太横骨の端面が露出していたとしても、その後に行われる活物質圧縮工程において生じる活物質の流動により、太横骨の露出部分を活物質により確実に覆うことができ、格子板の表裏両面に格子骨の露出部分を有しない極板を容易に得ることができる。さらに、本発明に係わる格子板と特許文献３に示された格子板とを太縦骨の太さ（厚み）を同一として対比した場合、特許文献３に示された格子板では、格子板の表面側で、太縦骨の厚み方向の端面が枠部の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置した状態で配置されているのに対し、本発明では、格子板の表面側で、太縦骨の厚み方向の端面が枠部の端面と同一平面上に配置されているため、本発明の格子板の裏面側では、太縦骨の厚み方向の端面が、特許文献３に示された格子板よりも一層枠部の厚み方向の内側に位置した状態で配置される。これにより、格子板の裏面側に、活物質の流動空間を十分に確保することができ、このことも活物質の充填性を高めることに役立つ。
【００３６】
本発明の好ましい態様では、複数の細縦骨及び細横骨のそれぞれが、鉛蓄電池の所期の寿命期間の間腐食に耐えるように設定された断面積を有するように構成される。
【００３７】
上記のように細縦骨及び細横骨の断面積を設定しておくと、寿命期間の間格子板の形状を確実に維持して、格子板に集電機能を持たせることができるため、寿命期間の間電池の性能を高い状態に保持することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、格子板の表面側では太横骨の厚み方向の一端と、太縦骨の厚み方向の一端とを枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に配置し、格子板の裏面側では、太横骨の厚み方向の他端を枠部の厚み方向の他端側の端面と同一平面上に配置したので、格子板を送りローラと搬送ベルトとの間に挟んでペースト充填機に向けて送給する際に、送りローラと格子板との接触面積及び搬送ベルトと格子板との接触面積を十分に確保して、送りローラと格子板との間の摩擦抵抗及び搬送ベルトと格子板との間の摩擦抵抗を十分に大きくすることができる。そのため、格子板を正しい姿勢を保った状態でペースト充填機内に確実に送り込むことができ、活物質の充填作業を正しく、かつ円滑に行わせることができる。従って、活物質の充填が不良な極板が製造されるのを防いで製品の歩留まりを高くすることができるだけでなく、格子板に活物質を充填する工程においてラインが停止するのを防いで、鉛蓄電池の生産性を向上させることができる。
【００３９】
また本発明においては、太横骨と太縦骨との双方の厚み方向の端面を枠部の厚み方向の端面と同一平面上に配置して、枠骨と太横骨及び太縦骨とにより格子板の表面側に縦横に並ぶ多数の仕切り枠が構成されるようにしたので、活物質の充填圧力を分散させることなく、各仕切り枠内を通して格子板の表面側から裏面側に均一かつ確実に伝達することができる。従って、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を均一かつ円滑に行わせて、格子板の裏面側への活物質の充填を良好に行わせることができる。また格子板に活物質を充填した後に行われる活物質圧縮工程においても、枠骨と太横骨と太縦骨とにより構成される仕切り枠を通して、加圧ローラから格子板に与えられる加圧力を各部に均一に伝達することができるため、活物質が全体に均一に充填されて押し固められた高品質の極板を容易に得ることができる。
【００４０】
本発明においては、格子板の表面側での各太横骨の厚み方向の端面（厚み方向の一端側の端面）の幅寸法よりも、格子板の裏面側での各太横骨の厚み方向の端面（厚み方向の他端側の端面）の幅寸法が小さく設定されているため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側に生じる太横骨の露出部分の面積を狭くすることができる。そのため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側に太横骨の露出部分が存在していても、その後に行われる活物質圧縮工程において生じる活物質の流動により、極板の裏面側に生じた太横骨の露出部分を活物質で確実に覆うことができる。従って、格子板の表裏両面に格子骨の露出部分を有しない極板を容易に得ることができ、正極板に格子骨の露出部分を有しない長寿命の鉛蓄電池を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板の構成例を示した正面図である。
【図２】図２は、図１の格子板を図１のII−II線に沿って断面して示した拡大断面図である。
【図３】図３は、図１の格子板を図１のIII−III線に沿って断面して示した拡大断面図である。
【図４】図４は、図１の格子板の一部を拡大して示した正面図である。
【図５】図５は、図１の格子板を鋳造する際に用いる金型の構成の一例を示した断面図である。
【図６】図６は、本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板の他の例を示した正面図である。
【図７】図７は、本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板の更に他の例を示した正面図である。
【図８】図８は、格子板に活物質を充填する際に用いる装置の構成を示した斜視図である。
【図９】図９は、鉛蓄電池の構成の一例を示した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図９は、密閉型鉛蓄電池の構造の一例を示す分解斜視図である。同図において１及び２はそれぞれ正極板及び負極板、３はセパレータで、正極板１及び負極板２がセパレータ３を介して交互に積層されることにより極板群４が構成される。
【００４３】
図９においては、構造をわかりやすくするために、正極板１，１，…と、負極板２，２，…と、セパレータ３，３，…とを、位置をずらして示しているが、実際には、正極板１及び負極板２がそれぞれの位置を合わせてセパレータ３を介して交互に積層される。
【００４４】
５は複数の正極板１，１，…に設けられた耳部同士を接続する正極ストラップ、６は複数の負極板２，２，…に設けられた耳部同士を接続する負極ストラップで、正極ストラップ５及び負極ストラップ６にはそれぞれ正極柱５ａ及び負極柱６ａが設けられている。
【００４５】
極板群４は、電解液と共に電槽７のセル室７ａ内に収容される。電槽７の上端の開口部は、蓋８により閉じられ、蓋８に鋳込まれた正極端子ブッシング９及び負極端子ブッシング１０にそれぞれ設けられた孔を通して正極柱５ａ及び負極柱６ａが外部に導出される。蓋８には、電槽内の圧力が規定値を超えたときに開いて電槽内の圧力を開放する排気栓１１が取り付けられている。
【００４６】
図９に示した蓄電池は単電池であるため、電槽７に一つのセル室のみが設けられている。電池の定格電圧が２Ｖを超える場合には、電槽７に複数のセル室が設けられて、各セル室内に極板群が挿入され、隣接するセル室内に挿入された極板群の所定の極性のストラップの間がセル室間の隔壁を貫通して設けられたセル間接続部を介して相互に接続されることにより、複数のセル室内にそれぞれ構成された電池が直列又は並列に接続されて、所定の定格電圧と定格容量とを有する鉛蓄電池が構成される。
【００４７】
正極板１及び負極板２はそれぞれ集電体を構成する正極用格子板及び負極用格子板にペースト状の正極活物質及び負極活物質を充填して保持させた構造を有する。集電体を構成する格子板としては、鋳造により製造されるものと、鉛または鉛合金の板にエキスパンド加工を施すことにより製造されるものとが用いられているが、本発明では、鋳造により製造される格子板を用いる。
【００４８】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板は、主原料を鉛として、これにスズ、カルシウム、アンチモン、ナトリウム等の合金素材を添加した合金材料により形成することができる。主原料に添加する合金素材としては、特にスズ及びカルシウムの両方を用いるのが好ましい。カルシウムを添加すると、自己放電の割合を減少させることができる。主原料（鉛）にカルシウムを添加すると、骨の腐食が起り易いという問題が生じるが、骨の腐食は、スズの添加により抑制することができる。
【００４９】
格子板は、枠部と、枠部の内側に設けられる格子と、枠部に設けられる集電用耳部とにより構成される。枠部は、縦方向に相対する一対の横枠骨と、横方向に相対する一対の縦枠骨とにより構成され、一方の横枠骨に集電用耳部が設けられる。枠部の内側に設けられる格子は、横枠骨と平行に伸びる横格子骨と、縦枠骨と平行に伸びる縦格子骨とにより構成される。
【００５０】
図１は、本実施形態に係わる鉛蓄電池で用いる格子板２０の一例を示したものである。図示の格子板２０は、長方形の輪郭形状を有する枠部２１と、枠部２１の内側に形成された格子２２とを備えている。図１は、格子板２０の厚み方向の一端側の主面の形状を示しているが、同図においては、主面の形状の細部の図示が省略されている。後記するように、各骨が六角形の断面形状を有しているため、実際には、図４の拡大図に示されているように、各骨の稜線が格子板の主面に現れる。以下、格子板の各部について詳細に説明する。
【００５１】
［枠部］
枠部２１は、格子板の外形形状を画定するものである。枠部２１の形状は、使用される鉛蓄電池の電槽（外装ケース）の内部形状に適合させた形状とされる。本実施形態では、立方体または直方体状の電槽を用いるため、枠部２１の輪郭形状を正方形又は長方形とする。
【００５２】
図示の枠部２１は、横方向に伸び、縦方向に相対する一対の横枠骨２１ａ，２１ａと、縦方向に伸び、横方向に相対する一対の縦枠骨２１ｂ，２１ｂとを有する。枠部２１の一方の横枠骨２１ａには、図示しないストラップを接続するための集電用耳部２５が一体に形成されている。
【００５３】
枠部２１の他方の横枠骨２１ａには、集電用耳部２５と反対側に突出した保持用耳部２６と、保持用耳部２６から横方向に離れた箇所から保持用耳部と同方向に突出した足部２７とが枠部と一体に形成されている。集電用耳部２５と格子板保持用耳部２６とは対称に設けられていて、極板を製造する工程で、一連の格子板２０を、それぞれの板面（主面）を水平方向に向けて吊下げた状態で並べて搬送する際に、各格子板を搬送具に保持するために用いられる。極板の製造工程では、集電用耳部２５及び格子板保持用耳部２６が搬送具に引っかけられることにより、格子板が懸垂した状態で保持される。保持用耳部２６は、格子板への活物質の充填が完了した後に足部２７と同形状の足部を構成するようにカットされる。足部２７及び保持用耳部２６をカットすることにより形成された足部は、極板群が電槽のセル室内に挿入された際に枠部２１の下端とセル室の底面との間に隙間を形成するために用いられる。足部２７を省略する場合もあるが、その場合には、格子板への活物質の充填が完了した後に保持用耳部２６全体をカットする。
【００５４】
集電用耳部２５は、極板群の同極性の極板同士を接続するストラップを接続するために用いられる。集電用耳部２５は、電槽及びその蓋の形状と極板の形状とに合わせて、適宜の形状及び大きさに形成することが好ましい。耳部２５の個数は1個であるのが好ましく、その厚みは枠骨の厚みと同等程度であることが好ましい。製造を容易にするため、耳部は枠部及び格子部と同じ材料により形成するのが好ましい。
【００５５】
前述のように、本明細書においては、格子板２０の集電用耳部２５が設けられた部分を格子板の上部とし、縦枠骨２１ｂが伸びる方向（縦枠骨の長手方向）を格子板２０の縦方向とする。また横枠骨２１ａが伸びる方向を格子板の横方向とし、格子板２０の縦方向及び横方向の双方に対して直角な方向を格子板の厚み方向とする。極板の縦方向、横方向及び厚み方向はそれぞれ、格子板２０の縦方向、横方向及び厚み方向に沿う方向とする。また縦枠骨、横枠骨、縦格子骨及び横格子骨については、格子板の厚み方向に沿う方向を厚み方向とし、それぞれの長手方向と厚み方向との双方に対して直角な方向を幅方向とする。更に、格子板を水平面上に寝かせた姿勢にして格子板に活物質を充填する際に、格子板の上方に向けられる面及び下方に向けられる面をそれぞれ格子板の表面及び裏面とする。
【００５６】
横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂの断面形状は、活物質との接触面積が大きく、且つ活物質の充填が容易な形状とするのが好ましい。本実施形態では、図２及び図３に示したように、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂの横断面の輪郭が、枠部の厚み方向に細長く伸された六角形を呈している。本実施形態では、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの横断面の輪郭をなす六角形の６辺のうちの相対する２辺が枠部２１の厚み方向に対向し、これら２辺の対向方向に対して直角な方向に相対する２つの頂点が、枠部の厚み方向に対して直角をなすように設定された基準平面Ｏ1−Ｏ1上に位置するように、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂの横断面の輪郭をなす六角形の向きが定められている。
【００５７】
図示の例では、横枠骨２１ａ（図２）及び縦枠骨２１ｂ（図３）の横断面の輪郭形状を、枠部２１の厚み方向に細長く伸された六角形とするため、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの幅寸法Ａが厚み寸法Ｂよりも小さく設定されている。横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの厚み方向の両端には、平坦な端面２１a1，２１a2及び２１b1，２１b2が形成されている。本実施形態では、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの端面２１a1，２１a2及び２１b1，２１b2の幅寸法Ｃがすべて等しく設定されている。
【００５８】
［格子］
格子２２は、複数本の横格子骨２３，２３，…と、複数本の縦格子骨２４，２４，…とからなっている。横格子骨及び縦格子骨の材質は、先に述べた横枠骨及び縦枠骨と同じものであっても、異なるものであっても良いが、横枠骨、縦枠骨、横格子骨及び縦格子骨を、一括して一体成形することを容易にするために、横格子骨及び縦格子骨を構成する材料は、横枠骨及び縦枠骨を構成する材料と同じものであることが好ましい。
【００５９】
複数本の横格子骨２３，２３，…は、横枠骨２１ａと平行に設けられて、縦枠骨２１ｂの長手方向に一定の間隔を持って並べて配置されている。複数本の縦格子骨２４，２４，…は、縦枠骨２１ｂと平行に伸びるように設けられて、横枠骨２１ａの長手方向に一定の間隔を持って並べて配置され、横格子骨２３，２３，…と縦格子骨２４，２４，…とが直角に交差することにより、格子２２が構成されている。図示の例では、横格子骨２３，２３，…が２６本設けられ、縦格子骨２４，２４，…が９本設けられている。
【００６０】
横格子骨２３は、鉛蓄電池の寿命期間の間腐食に耐え得る断面積を有する複数の細骨２３ａと、細骨２３ａよりも断面積が大きい複数の太骨２３ｂとからなっていて、各太骨２３ｂに隣接する骨が細骨２３ａとなるように、太骨２３ｂと細骨２３ａとが配列されている。図示の例では、細骨２３ａが２１本設けられ、太骨２３ｂが５本設けられている。
【００６１】
同様に、縦格子骨２４は、鉛蓄電池の寿命期間の間腐食に耐え得る断面積を有する複数の細骨２４ａと、細骨２４ａよりも断面積が大きい複数の太骨２４ｂとからなっていて、各太骨２４ｂに隣接する骨が細骨２４ａとなるように太骨２４ｂと細骨２４ａとが配列されている。図示の例では、細骨２４ａが５本設けられ、太骨２４ｂが４本設けられている。
【００６２】
本明細書では、横格子骨２３を構成する細骨２３ａ及び太骨２３ｂと、縦格子骨２４を構成する細骨２４ａ及び太骨２４ｂとを区別するため、横格子骨２３を構成する細骨２３ａ及び太骨２３ｂをそれぞれ細横骨及び太横骨と呼び、縦格子骨２４を構成する細骨２４ａ及び太骨２４ｂをそれぞれ細縦骨及び太縦骨と呼ぶ。
【００６３】
本実施形態では、図２に示されているように、格子２２を構成する細横骨２３ａ及び太横骨２３ｂが格子板の厚み方向に伸された縦長の六角形の断面形状を有するように形成されている。枠骨部と同様に、細横骨２３ａ及び太横骨２３ｂのそれぞれの横断面の輪郭をなす六角形の６辺のうちの相対する２辺が枠部２１の厚み方向に対向し、該２辺の対向方向に対して直角な方向に相対する２つの頂点が、枠部の厚み方向に対して直角をなすように設定された基準平面Ｏ1−Ｏ1上に位置するように、細横骨２３ａ及び太横骨２３ｂのそれぞれの断面形状が定められている。基準平面Ｏ1−Ｏ1は、格子板を鋳造する金型の分割面に沿う平面である。
【００６４】
図２に示されているように、太横骨２３ｂは、枠部２１の厚みＢに等しい厚みＤ（＝Ｂ）を有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２３b1及び他端側の端面２３b2をそれぞれ枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1及び他端側の端面２１a2と同一の平面上に位置させた状態で設けられている。太横骨２３ｂの断面の輪郭形状を厚み方向に伸された六角形とするため、太横骨２３ｂの幅Ｅがその厚みＤよりも小さく設定されている。本発明においては、各太横骨２１ｂの厚み方向の他端側の端面２３b2の幅寸法Ｇが、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法Ｆよりも小さく設定される。本実施形態では、活物質の充填が完了した段階で太横骨の厚み方向の他端側の端面２３b2が活物質で覆われることなく露出していた場合でも、その後に行われる活物質圧縮行程において生じる活物質の流動により、該端面２３b2を活物質で完全に覆うことができるように、各太横骨２１ｂの厚み方向の他端側の端面２３b2の幅寸法Ｇが十分に小さく設定されている。
【００６５】
細横骨２３ａは、太横骨２３ｂの厚みＤ（＝Ｂ）よりも小さい厚みＨと、太横骨２３ｂの幅Ｅよりも小さい幅Ｉとを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２３a1及び他端側の端面２３a2をそれぞれ横枠骨２１ａの厚み方向の一端側の端面２１a1及び他端側の端面２１a2よりも、枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で（枠部２１の厚み方向の内側に位置させた状態で）配置されている。細横骨２３ａの断面の輪郭形状を枠部の厚み方向に伸された六角形とするため、細横骨２３ａの幅Ｉがその厚みＨよりも小さく設定されている。細横骨２３ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び他端側の端面２３a2の幅寸法は適宜に設定し得るが、本実施形態では、細横骨２３ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び他端側の端面２３a2が等しい幅寸法Ｊを有している。
【００６６】
図３に示されているように、縦格子骨２４を構成する複数の太縦骨２４ｂは、枠部２１の厚みＢよりも小さい厚みＫ（＜Ｂ）を有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２４b1を枠部２１の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させ、それぞれの厚み方向の他端側の端面２４b2を枠部２１の厚み方向の他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置されている。太縦骨２４ｂの断面の輪郭を枠部の厚み方向に長く伸された六角形とするため、太縦骨２４ｂの幅Ｌは、厚みＫよりも小さく設定されている。太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面２４b1及び他端側の端面２４b2の幅寸法は適宜に設定し得るが、本実施形態では、これらの端面が等しい幅寸法Ｍを有している。
【００６７】
縦格子骨を構成する細縦骨２４ａは、太縦骨２４ｂの厚みＫ（＜Ｂ）よりも小さい厚みＮと、太縦骨２４ｂの幅Ｌよりも小さい幅Ｐとを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２４a1及び他端側の端面２４a2をそれぞれ縦枠骨２１ｂの厚み方向の一端側の端面２１b1及び他端側の端面２１b2よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置されている。細縦骨２４ａの断面の輪郭形状を枠部の厚み方向に伸された六角形とするため、細縦骨２４ａの幅Ｐがその厚みＮよりも小さく設定されている。細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２４a1及び他端側の端面２４a2の幅寸法は適宜に設定し得るが、本実施形態では、細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２４a1及び他端側の端面２４a2が等しい幅寸法Ｑを有している。本実施形態ではまた、細縦骨２４ａの厚みＮが細横骨の厚みＨに等しく設定され、細縦骨２４ａの幅Ｐが細横骨２３ａの幅Ｉに等しく設定されている。また細縦骨２４ａの厚み方向の一端側及び他端側の端面の幅Ｑが、細横骨２３ａの厚み方向の一端側及び他端側の端面の幅Ｊに等しく設定されている。
【００６８】
本発明においては、各太骨に隣接する骨が細骨となるように太骨と細骨とを配列するが、横格子骨及び縦格子骨を構成する細骨の太さ（幅及び厚み）は必ずしも１種類である必要はなく、幅及び厚みが異なる複数種類の細骨を設けることができる。また枠骨と太骨との間及び太骨と太骨との間に配置する細骨は、１本でも複数本でもよい。
【００６９】
［細骨の太さと太骨の太さとの関係］
太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの太さ（断面積）は、同一であってもよく、異なっていてもよい。格子板の鋳造性を考慮して、太横骨の太さと太縦骨の太さとを異ならせることができる。例えば、太横骨の太さを縦太骨の太さよりも太くしておくと、格子板を鋳造する鋳型の横格子骨を鋳造するキャビティを鉛直方向に向けた状態で、重力鋳造方式により格子板を鋳造する際に、断面積が大きい太横骨２３ｂを鋳造するキャビティ（鉛直方向に伸びるキャビティ）内を通して、大量の溶融鉛を円滑に流すことができるため、縦格子骨を鋳造するキャビティ内への溶湯の流れを円滑にして、鋳造を容易にすることができる。
【００７０】
また太横骨２３ｂの太さと細横骨２３ａの太さとの関係及び太縦骨２４ｂの太さと細縦骨２４ａの太さとの関係は、活物質の充填の容易さ、極板の寿命などを考慮して適宜に設定する。
【００７１】
［格子骨の配列］
本実施形態では、図１に示されているように、横枠骨２１ａの長手方向に太縦骨２４bと細縦骨２４ａとが交互に並ぶように、縦格子骨２４を構成する細縦骨２４ａ及び太縦骨２４ｂが設けられている。
【００７２】
格子２２は、集電用耳部２５から遠ざかるに従って電気抵抗が大きくなり、耳部２５から遠ざかるに従って格子骨で生じる電圧降下が大きくなっていく。そのため、集電用耳部２５から遠い箇所で格子骨と活物質との間に流れる電流が制限され、耳部２５から離れた箇所で活物質の充放電反応が活発に行われにくくなる。このような状態が生じるのを防ぐため、集電用耳部２５が設けられた一方の横枠骨２１ａに隣接する領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合よりも、集電用耳部２５から離れた他方の横枠骨寄りの領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合の方が小さくなるように格子骨を配置するのが好ましい。
【００７３】
そのため、本実施形態では、耳部２５が設けられた一方の横枠骨２１ａ側及び耳部から離れた位置にある他方の横枠骨２１ａ側にそれぞれ細横骨の本数の太横骨の本数に対する割合を第１の割合とした第１の領域Ａ1及び細横骨の本数の太横骨の本数に対する割合を第１の割合よりも少ない第２の割合とした第２の領域Ａ2が設定される。
【００７４】
第１の領域Ａ1及び第２の領域Ａ2における細横骨の本数の太横骨の本数に対する割合は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、第１の領域Ａ1で、１本の太横骨の隣に４本の細横骨が並び、第２の領域Ａ2では、１本の太横骨の隣に３本の細横骨が並ぶように、太横骨の本数と細横骨の本数との割合が設定されている。すなわち第２の領域Ａ2における太横骨２３ｂ相互間の間隔が、第１の領域Ａ1における太横骨２３ｂ相互間の間隔よりも狭くなっている。このような割合で太横骨と細横骨とを設けると、耳部から遠ざかるに従って格子の電気抵抗（電圧降下）が大きくなるのを抑制しつつ、ペースト状活物質の充填を容易に行わせることができる。
【００７５】
［格子板の枠部の寸法］
枠部２１の厚みは以下の点を考慮して実験的に決定する。枠部２１の厚みが薄すぎると、枠部の厚み未満に設定される太縦骨の厚みが薄くなり過ぎて、格子骨の腐食が限界に達するまでの期間が短くなり、極板の寿命が短くなる傾向がある。また枠部２１の厚みが薄くなり過ぎると、横細骨及び縦細骨の厚みが薄くなり過ぎるため、活物質の保持能力が低下するおそれがある。枠部２１の厚みを５mm以上として、格子骨を構成する太横骨２３ｂの厚みを枠部２１の厚みに等しくし、細横骨２３ａの厚みと太縦骨２４ｂ及び細縦骨２４ａの厚みとを５mm未満の範囲で適当な値に設定することができるようにしておくと、極板の寿命を長くするという要求と、活物質の保持能力を低下させることなく活物質の充填の容易性を高めるという要求との双方に応えることができる。
【００７６】
枠部２１は、現用の産業用鉛蓄電池で用いられている格子板の枠部と同じ程度の大きさの長方形、例えば、長辺の寸法が３７０〜３９０mm、短辺の寸法が１３０〜１５０mmの長方形の形に形成することが好ましい。
【００７７】
格子板の枠部の寸法を上記の値に設定すると、比較的大形の極板を作製することができ、この極板を多数用いることにより、放電容量が大きい電池を作製することができる。また上記の格子板の寸法は、産業用の鉛蓄電池で用いられている格子板の寸法と同程度であるため、従来の産業用鉛蓄電池の電槽や蓋等を変更することなくそのまま用いて放電容量が大きく、寿命が長い鉛蓄電池を得ることができる。
【００７８】
［太横骨及び太縦骨の寸法］
本発明においては、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの部分に、電池の寿命期間に亘って格子の形状を所定の形状に維持する機能を持たせる。従って本発明の格子板を製作するに当たって、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの本数は、所望の寿命期間の間格子の形状を維持するために必要な本数に設定される。格子板２０に充填し得る活物質量を減少させることがないようにするために、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの本数は多すぎないように設定する。同様に、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの断面積は、格子板に充填し得る活物質量を減少させることがなく、かつ所望の寿命期間に亘って格子体の形を保持するために必要最小限の太さに（太すぎないように）設定する。太横骨及び太縦骨の本数及び断面積は、実験的に決定する。
【００７９】
［細横骨及び細縦骨の寸法］
一方細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａは、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの力を借りて自らの形状を維持することを前提にして、所望の寿命期間の間所定の形状を保持し、活物質を保持する機能を維持するのに適した大きさの断面積（太横骨及び太縦骨の断面積よりは小さい断面積）を持つように形成する。また細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの幅は、太横骨２３ｂと細横骨２３ａとの間及び太縦骨２４ｂと細縦骨２４ａとの間にペースト状活物質の流動を容易にするためのスペースを確保することができる大きさに設定される。
【００８０】
細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの幅が広すぎると、格子の目が狭くなるため、活物質を充填する際にその流動を容易にして活物質の充填を容易にし、格子体の一部が活物質で覆われない状態が生じるのを防ぐという、本発明の効果を得ることができなくなるだけでなく、格子板に充填し得る活物質量が減少してしまう。また細横骨及び細縦骨の断面積が小さすぎると、細横骨及び細縦骨の腐食が早期に深部に達してその機械的強度が低下するため、太横骨及び太縦骨の助けを借りても細横骨及び細縦骨の形を維持することができなくなって、活物質保持機能が低下してしまう。細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの断面積も実験的に決定する。
【００８１】
［格子板の鋳造］
格子板の製造方法としては、重力鋳造方式（ＧＤＣ：Ｇｒａｖｉｔｙ Ｄｉｅ Ｃａｓｔｉｎｇ）、連続鋳造方式、エキスパンド方式、打ち抜き方式等があるが、本発明に係わる格子板の製造には重力鋳造方式を用いることが好ましい。重力鋳造方式は、格子板の原材料金属（合金）を溶融し、この溶融金属（合金）を、該溶融金属の温度に耐え得る材料からなる金型内に重力により流し込み、鋳造する方法である。重力鋳造方式では、鋳造可能な格子の太さに理論上限界がない。また重力鋳造方式によれば、太格子骨と細格子骨とを合わせ持つ格子の製造が容易であり、得られた格子板の集電特性及び耐食性が優れている。
【００８２】
重力鋳造方式により格子板を鋳造する際には、図５に示したように、格子体の厚み方向の一方の半部を成形するためのキャビティ３１ａを有する第１の型３１と、格子体の厚み方向の他方の半部を成形するためのキャビティ３２ａを有する第２の型３２とからなる金型３３を用いる。第２の型３２には、鋳造された格子体を離型させるために用いる押し出しピン３４が設けられている。第１の型と第２の型とを合わせた状態では、金型の内部に、格子板の各部を成形するためのキャビティが構成される。図５において、２３ｂ′は横太骨２３ｂを鋳造するためのキャビティ、２４ａ′及び２４ｂ′はそれぞれ細縦骨２４ａ及び太縦骨２４ｂを鋳造するキャビティであり、２１ｂ′は縦枠骨２１ｂを鋳造するキャビティである。
【００８３】
この金型を用いて格子板を成形する際には、第１の型３１と第２の型３２とを合わせ、図５に示されているように、金型内に形成された横太骨成形用のキャビティ２３ｂ′の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、溶融した鉛合金（溶湯）を両型の合わせ面に沿って形成されたゲート３５を通して型内に注入し、溶湯を重力により型内の各部に流入させる。金型内に注入した鉛合金を冷却して固化させた後、第１の型３１を第２の型３２から離し、第２の型３２側に残った格子板を押し出しピン３４により押して、第２の型３２から離型させる。図５において、最上部に示された押出しピン３４は、金型のゲート３５内で固化した鉛合金を押し出すために用いられる。
【００８４】
本実施形態では、鋳造された格子板を金型から押し出す際に押出しピン４を当接させる押出しピン当接用座部２８が格子板２０に設けられている。鋳造された格子板を押出しピンにより押し出す際に、押出しピンから与えられる力が一点に集中して格子板が変形するのを防ぐため、押出しピン当接用座部２８は、枠骨と横格子骨または縦格子骨との交差部及び横格子骨と縦格子骨との交差部に、それぞれの交差部の断面積よりも大きい断面積を持たせて設けるのが好ましい。
【００８５】
図１に示した例では、一方の縦枠骨２１ｂと５本の太横骨２３ｂとの交差部と、一方の縦枠骨２１ｂと縦方向の一端寄り及び他端寄りにそれぞれ設けられた細横骨２３ａ，２３ａとの交差部と、格子板の横方向の中央に配置された一つの細縦骨２４ａと５本の太横骨２３ｂとの交差部と、格子板の横方向の中央に配置された一つの細縦骨２４ａと二つの横枠骨２１ａ，２１ａとの交差部とにそれぞれ押出しピン当接用座部２８が形成されている。各押出しピン当接用座部２８は、縦枠骨２１ｂと太横骨２３ｂまたは細横骨２３ａとの交差部、横枠骨２１ａと細縦骨２４ａとの交差部及び太横骨２３ｂと細縦骨２４ａとの交差部のそれぞれの断面積よりも大きい断面積を持つように形成されている。
【００８６】
押出しピン当接用座部２８の配列は図１に示した例に限定されない。例えば、図６または図７に示すように、押出しピン当接用座部２８を配列してもよい。
【００８７】
［極板の製造］
格子板２０を用いて鉛蓄電池用極板を製造する際には、活物質充填工程と活物質圧縮行程とを行う。図８を参照すると、活物質充填工程を行うペースト充填機４１の一例と、活物質圧縮行程を行う圧縮機４２の一例とが示されている。図示のペースト充填機４１は、ローラ４１ａによりガイドされて一方向に走行する搬送ベルト４１ｂと、搬送ベルト４１ｂ上に供給された格子板２０に上方から接して、格子板２０を搬送ベルト４１ｂ側に押しつけながら回転する送りローラ４１ｃと、搬送ベルト４１ｂ上の格子板２０にペースト状の活物質を加圧しながら供給するペースト供給装置４１ｄとからなっている。搬送ベルト４１ｂ及び送りローラ４１ｃは、図示しないモータにより駆動される。
【００８８】
圧縮機４２は、軸線を搬送方向に対して直角な方向に向けて並べて配置された複数の送りローラ４２ａと、エアシリンダやバネなどにより送りローラ４２ａ側に付勢された加圧ローラ４２ｂとを備えていて、ペースト充填機４１側から供給された極板を送りローラ４２ａと加圧ローラ４２ｂとの間に挟んだ状態で一方向に送給しながら、格子板に充填された活物質を格子板の厚み方向に圧縮して押し固める。
【００８９】
鋳造工程により鋳造された格子板２０は、図示しない搬送装置により搬送されて、搬送ベルト４１ｂの端部に供給される。格子板２０は、その横方向を搬送方向に向け、縦方向を搬送方向に対して直角な方向に向け、かつその厚み方向の一方の主面（表面）を上方に向けた状態で搬送ベルト４１ｂ上に供給される。搬送ベルト４１ｂ上に供給された格子板２０は、送りローラ４１ｃと搬送ベルト４１ｂとの間に挟まれた状態でペースト供給装置４１ｄ内に送り込まれる。
【００９０】
ペースト供給装置４１ｄは、格子板２０の表面にペースト状の活物質を所定の圧力で供給する。格子板２０の表面に供給された活物質は、格子板２０の表面を覆うと共に、格子２２の目を通して格子板の裏面側に流動して、格子２２の目の内部と格子板の裏面側とに充填される。
【００９１】
格子板に充填する活物質は特に限定されないが、一酸化鉛を含んだ鉛粉、水、硫酸等を混練して作製するのが好ましい。正極、負極の特性に合わせてカットファイバ、炭素粉末、リグニン、硫酸バリウム、鉛丹等の添加物を活物質に加える場合もある。また活物質の充填量は、枠骨の内側に形成される骨（細骨及び太骨）が完全に隠れれば問題はないが、枠骨の厚み以上まで充填するのが望ましい。
【００９２】
活物質が充填された格子板（極板）は、搬送ベルト４１ｂにより搬送されて、圧縮機４２に供給される。圧縮機４２に供給された極板は、送給ローラ４２ａと加圧ローラ４２ｂとの間に挟まれて加圧されながら送給される。この過程で、活物質が格子板の厚み方向に圧縮されて押し固められる。
【００９３】
本発明に係わる極板は、上述のペースト状活物質をペースト充填機によって格子板に充填し、熟成・乾燥することにより作製される。熟成・乾燥の時間や温度は特に限定されないが、格子板の厚みや活物質の物性によって適した値に調整することが好ましい。
【００９４】
［鉛蓄電池の構成］
本発明に係わる鉛蓄電池の構成は、少なくとも正極板に本発明に係わる格子板を用いる点を除き、特に限定されるものではない。前述のように、鉛蓄電池は、正極板、負極板、電解液としての希硫酸、セパレータ（ガラス繊維製のリテーナ等）、電槽、蓋等の部材から作製される。例えば、図９に示されるように、正極板１と負極板２との間にセパレータを介在させながら、正極板１と負極板２とを１枚ずつ交互に積層して、同極板の耳部同士をストラップ５及び６で連結させ、極板群４を構成する。この極板群４を電槽７の中に入れて蓋をし、電槽内に希硫酸を注液した後に化成を行って鉛蓄電池を完成する。
【００９５】
本実施形態のように格子板２０を構成すると、太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面と、太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面とを枠部２１の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させることができるため、格子板２０を送りローラ４１ｃによりペースト充填機内に送り込む際に、送りローラ４１ｃと格子板２０との接触面積を十分に確保して、送りローラ４１ｃと格子板２０との間の摩擦抵抗を大きくすることができる。また、本実施形態の格子板においては、太横骨２３ｂの厚み方向の他端側の端面が枠部２１の厚み方向の他端側の端面と同一の平面上に配置されるため、格子板２０と搬送ベルトとの接触面積を大きくして、両者間の摩擦抵抗を大きくすることができる。従って、格子板を搬送ベルトと送りローラとの間に挟んでペースト充填機に供給する際に、格子板と送りローラとの間及び格子板と搬送ベルトとの間の摩擦抵抗を十分に大きくして、格子板を、その横方向を搬送方向に向けた正規の姿勢を保った状態で、ペースト充填機４１内に確実に送り込むことができ、活物質の充填作業を円滑に行わせることができる。
【００９６】
本実形態においては、格子板２０の表面（活物質充填時に上方に向けられる面）側で、太横骨２３ｂと太縦骨２４ｂとの双方の厚み方向の端面と、枠部２１の厚み方向の一端側の端面とが同一の平面上に配置されているため、枠骨２１ａ，２１ｂと太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂとにより、格子板の表面に開口した多数の矩形状の仕切り枠が縦横に並んだ状態で構成され、格子板２０の表面がこれらの仕切り枠により縦横に仕切られた状態にある。このように格子板の表面が、多数の仕切り枠により仕切られていると、格子板の表面に加えられた活物質の充填圧力を分散させることなく、各仕切り枠内の制限された領域を通して格子板の裏面側に均一かつ確実に伝達することができるため、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を均一かつ円滑に行わせることができる。また格子板の裏面側では、太縦骨２４ｂの厚み方向の端面２４b2と細縦骨２４ａの端面２４a2とが枠部の端面２１a2、２１b2よりも枠部の厚み方向の内側に配置されていて、活物質充填時に太縦骨２４ｂの厚み方向の端面２４b2及び細縦骨２４ａの厚み方向の端面２４a2と搬送ベルト４１ｂとの間に隙間が形成されるため、格子板２０の裏面側での活物質の流動を容易にして、活物質の充填を良好に行わせることができる。
【００９７】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板２０においては、その表面側で、太横骨２３ｂと太縦骨２４ｂとの双方の厚み方向の端面が枠部２１の厚み方向の端面と同一平面上に配置されているが、格子板の表面側では、活物質充填時に太横骨及び太縦骨を隠すように、活物質を塗着することが容易である。そのため、格子板の表面側で太横骨及び太縦骨の厚み方向の端面と、枠部の厚み方向の端面とが同一の平面上に配置されていても、太横骨及び太縦骨を露出させないように活物質を充填することは容易である。
【００９８】
格子板２０の裏面側では、太横骨２３ｂの厚み方向の他端側の端面２３b2が、枠部２１の厚み方向の他端側の端面が配置されている平面と同一の平面上に配置されているため、太横骨２３ｂの厚み方向の端面２３b2が活物質で覆われずに露出することがある。格子板の裏面側で露出している太横骨の端面を、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動のみによって完全に覆うことは困難であるが。本実施形態では、格子板の裏面側での各太横骨２３ｂの厚み方向の端面の幅寸法Ｇが、格子板の表面側での各太横骨の厚み方向の端面の幅寸法Ｆよりも小さく設定されているため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側で太横骨２３ｂの厚み方向の端面２３b2が露出したとしても、その露出部分の面積は十分に狭くすることができる。そのため、活物質充填工程の終了時に、極板の裏面側で太横骨の端部が露出していたとしても、その後に行われる活物質圧縮工程において生じる活物質の流動により、太横骨の厚み方向の他端側の端面２３b2の露出部分を活物質により確実に覆うことができ、格子板の表裏両面に格子骨の露出部分を有しない極板を容易に得ることができる。
【００９９】
［変形例］
図１に示した例では、太縦骨と細縦骨とが横枠骨２１ａ，２１ｂの長手方向に沿って交互に並ぶように縦格子骨を設けているが、本発明は、図１に示したように縦格子骨を構成する場合に限定されるものではない。例えば、太縦骨２４ｂの隣に２本の細縦骨２４ａが並ぶように縦格子骨を構成しても良い。
【０１００】
上記の実施形態では、格子板の主面を、耳部が設けられた一方の横枠骨側に位置する第１の領域Ａ1と、耳部から離れた側の他方の横枠骨側に位置する第２の領域Ａ2とを設けて、格子板の主面を縦方向（上下）に２分して、第１の領域では各太横骨の側方に４本の細横骨が並び、第２の領域では、各太横骨の側方に３本の細横骨が並ぶようにしたが、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１０１】
集電用耳部２５から離れた領域で集電抵抗が大きくなるのを防ぐためには、耳部が設けられた一方の横枠骨に隣接する領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合よりも、耳部から離れた位置にある他方の横枠骨寄りの領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合を小さくすればよく、格子板の主面の各領域における太横骨の本数に対する細横骨の本数の割合は、上記の例に限定されない。
【０１０２】
例えば、第１の領域Ａ1と第２の領域Ａ2との間に更に一つ以上の領域を設けて、格子板の主面を縦方向に３以上の領域に分け、耳部が設けられた一方の横枠骨側に設けられた領域から他方の横枠骨側に設けられた領域に向かうに従って、一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合が段階的に少なくなっていくように（太横格子相互間の間隔が段階的に狭くなっていくように）、各領域における細横骨の数と太横骨の数とを設定してもよい。
【実施例】
【０１０３】
［格子板の作製］
鉛に、スズ：１．０〜１．８質量％、カルシウム：０．０５〜０．１質量％を添加して作製した鉛合金を溶融し、異なる２種類の金型を用いて、重力鋳造方式により正極用の格子板Ａ及び格子板Ｂを作製した。これらの格子板のうち、格子板Ａは比較例であり、格子板Ｂは本発明の実施例である。
【０１０４】
＜格子板Ａ：比較例＞
格子板Ａは、本発明者が先に提案した構造を有するもの（特許文献３に示されたもの）である。格子板Ａにおいて、枠部２１の内側の横格子骨２３及び縦格子骨２４の配列パターンは図１に示した例と同様であるが、格子板Ａでは太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの厚みが枠部２１の厚みよりも小さく設定されて、太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1及び他端側の端面２３b2が枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1及び他端側の端面２１a2，２１b2よりも厚み方向の内側に配置されている。また太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面２４b1及び他端側の端面２４b2が枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1及び他端側の端面２１a2，２１b2よりも厚み方向の内側に配置されている。細横骨２３ａの幅及び厚みはそれぞれ太横骨２３ｂの幅及び厚みよりも小さく設定され、細縦骨２４ａの幅及び厚みはそれぞれ太縦骨２４ｂの幅及び厚みよりも小さく設定されている。各細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａは、それぞれの厚み方向の一端側の端面を太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面が配置された平面寄りに偏った位置に位置させた状態で設けられている。
【０１０５】
格子板Ａにおいては、枠部２１の縦寸法を３８５ｍｍ、横寸法を１４０ｍｍ、厚みを５．８ｍｍ、幅を４．４ｍｍとし、枠部２１の内側に、太横骨２３ｂ及び細横骨２３ａを備えた横格子骨２３と、太縦骨２４ｂ及び細縦骨２４ａを備えた縦格子骨２４とを形成した。太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの断面形状は、厚みが幅よりも大きい六角形とし、厚みを５．４ｍｍ、幅を４．３ｍｍとした。また細横骨２４ａ及び細縦骨２４ａの断面形状も厚みが幅よりも大きい六角形とし、それぞれの厚みを３．６ｍｍ、幅を２．８ｍｍとした。格子板Ａにおいては、活物質充填時に上方に向けた状態で配置される細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び２４a1を、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1及び２４b1と同一の平面上に位置させた。
【０１０６】
＜格子板Ｂ：実施例＞
格子板Ｂにおいて、枠部２１の内側の横格子骨２３及び縦格子骨２４の配列パターンは図１に示した例と同様である。格子板Ｂにおいては、図２に示すように、太横骨２３ｂの厚みが枠部２１の厚みに等しく設定されて、太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1及び他端側の端面２３b2が枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1及び他端側の端面２１a2，２１b2と同一の平面上に配置されている。また図３に示すように、太縦骨２４ｂの厚みは枠部２１の厚みよりも小さく設定されて、その厚み方向の一端側の端面２４b1は枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1と同一平面上に配置され、太縦骨２４ｂの厚み方向の他端側の端面２４b2は、枠部２１の厚み方向の他端側の端面２１a2，２１b2よりも枠部の厚み方向の内側に配置されている。
【０１０７】
格子板Ｂにおいて、細横骨２３ａの幅及び厚みはそれぞれ太横骨２３ｂの幅及び厚みよりも小さく設定され、細縦骨２４ａの幅及び厚みはそれぞれ太縦骨２４ｂの幅及び厚みよりも小さく設定されている。各細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａは、それぞれの厚み方向の一端側の端面２３a1及び２４a1を枠部２１の厚み方向の一端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面２３a2及び２４a2を枠部２１の厚み方向の他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で設けられている。
【０１０８】
格子板Ｂにおいては、枠部２１の縦寸法を３８５ｍｍ、横寸法を１４０ｍｍ、厚みＢを５．８ｍｍ、幅Ａを４．４ｍｍとし、枠部の内側に、太横骨２３ｂ及び細横骨２３ａを備えた横格子骨と、太縦骨２４ｂ及び細縦骨２４ａを備えた縦格子骨とを形成した。太横骨２３ｂの断面形状は、厚みＤが幅Ｅよりも大きい六角形とし、厚みＤを５．８ｍｍ、幅Ｅを４．３ｍｍとした。また太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1の幅Ｆ及び他端側の端面２３b2の幅Ｇはそれぞれ１．７ｍｍ及び１．０ｍｍとした。太縦骨２４ｂの断面形状も厚みＫが幅Ｌよりも大きい六角形とし、厚みＫを５．６ｍｍとし、幅Ｌを４．３ｍｍとした。
【０１０９】
また細横骨２４ａ及び細縦骨２４ａの断面形状も、厚みＨ及びＮが幅Ｉ及びＰよりも大きい六角形とし、それぞれの厚みＨ及びＮを３．６ｍｍ、幅Ｉ及びＰを２．８ｍｍとした。格子板Ｂにおいては、細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び２４a1を、枠部２１の厚み方向の一端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に寄った位置で同一の平面上に位置させ、細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの厚み方向の他端側の端面２３a2及び２４a2を、枠部２１の厚み方向の他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に寄った位置で同一の平面上に位置させた。
【０１１０】
［活物質の充填状態の確認］
格子板Ａ及びＢに対して、ペースト充填機によりペースト状の活物質を充填する活物質充填実験を実施し、その後、熟成・乾燥をして未化成の正極板を作製した。
【０１１１】
活物質充填実験に用いたペースト状の正極用活物質は、一酸化鉛を主成分とする鉛粉の質量に対して、ポリエステル繊維を０．１質量％加えて混合した後、水を１２質量％、希硫酸を１６質量％加えて再び混練をして作製した。この正極用活物質の作製方法は、従来から行われている方法と同様である。
【０１１２】
［充填結果］
格子板Ａ及びＢにペースト状活物質を充填、圧縮した後、活物質充填時に下方に向いていた格子板の裏側への活物質の充填状態を視認した結果、格子板Ａ及びＢの双方とも、すべての格子骨が活物質中に綺麗に埋まっており、格子板の裏側への活物質の充填状態は良好であった。本発明においては、太横骨２３ｂの厚みＤを枠部２１の厚みＢに等しくしているにも拘わらず、格子板の裏面側で太横骨の端面２３b2が露出しない理由は、格子板の表面側に太横骨と太縦骨とにより仕切り枠を形成したことにより、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を円滑にしたことと、太横骨の厚み方向の他端側の端面２３b2の幅Ｇを太横骨の厚み方向の一端側の端面２３b1に比べて小さくしたこととによるものと思われる。
【０１１３】
［活物質充填時の不具合］
格子板Ａにおいては、格子板を、その横方向を搬送方向に向けた状態で搬送ベルトの上に載せて、搬送ベルト上の格子板２０に送りローラを接触させることによりペースト充填機に送り込む際に、格子板の姿勢が正規の姿勢からずれてラインが停止するトラブルが全数の１．２％の割合で生じた。これは、正極板１００個当たり１．２個の不良品が生じることを意味し，生産性を向上させる上で無視できない値である。これに対し、本発明の実施例である格子板Ｂにおいては、同様のトラブルが生じる割合が０．７％まで減少し、ペースト充填機への格子板の送り込みの不具合によるトラブルが既提案の格子板を用いる場合に比べて４８％も減少するという好結果が得られた。
【０１１４】
上記の結果から、本発明によれば、先に提案された格子板を用いた場合と同様に格子板への活物質の充填を良好に行うことができるだけでなく、格子板をペースト充填機に供給する際にトラブルが生じてラインが停止する回数を既提案の格子板を用いる場合よりも大幅に少なくできることが明らかになった。
【０１１５】
本発明で用いる格子板は、太横骨の断面積を既提案の鉛蓄電池で用いる格子板の太横骨の断面積よりも大きくすることができる上に、太縦骨の断面積と、細横骨及び細縦骨の断面積とをそれぞれ既提案の格子板の太縦骨の断面積と細横骨及び細縦骨の断面積と同等にすることができるため、本発明に係わる鉛蓄電池が、既提案の鉛蓄電池と同等以上の寿命特性を有することは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、格子板をペースト充填機に円滑に送り込むことができるようにしたので、格子板をペースト充填機に正しく送り込むことができないことに起因してラインが停止する確率を少なくして、極板の生産性を向上させることができる。また本発明によれば、長期間腐食に耐える構造と活物質の充填を容易にする構造とを格子板に持たせることができるので、極板、特に正極板の寿命を延ばして、長寿命な制御弁式鉛蓄電池を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
２０ 格子板
２１ 枠部
２１ａ 横枠骨
２１ｂ 縦枠骨
２２ 格子
２３ 横格子骨
２３ａ 細横骨
２３a1 細横骨の厚み方向の一端側の端面
２３a2 細横骨の厚み方向の他端側の端面
２３ｂ 太横骨
２３b1 太横骨の厚み方向の一端側の端面
２３b2 太横骨の厚み方向の他端側の端面
２４ 縦格子骨
２４ａ 細縦骨
２４a1 細縦骨の厚み方向の一端側の端面
２４a2 細縦骨の厚み方向の他端側の端面
２４ｂ 太縦骨
２４b1 太縦骨の厚み方向の一端側の端面
２４b2 太縦骨の厚み方向の他端側の端面
２５ 集電用耳部
２６ 格子板保持用耳部
２７ 足部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に多く使用される二次電池として、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池等の高性能な電池の開発が進んでいる。しかしながら、リチウムイオン電池及びニッケル−水素電池は、価格の面で不利であり、特にリチウムイオン電池は、安全性の面で十分な配慮が必要であるため、停電時に備えてオフィスビルや病院等に設置するバックアップ電源に用いる電池や、瞬時電圧低下対策用の産業用電池、或いは自動車用電池等としては、鉛蓄電池が多く用いられている。また最近、太陽電池を用いた発電設備や風力発電機を用いた発電設備のように、自然エネルギを用いた発電設備が盛んに建設されるようになっているが、このような発電設備においては、電力の平準化を図るために、発電設備に二次電池を用いた蓄電設備を付属させることが検討されている。このような蓄電設備においては、多量の電池を必要とするため、電池としては、鉛蓄電池を用いるのが有利である。
【０００３】
一般に鉛蓄電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層することにより構成した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構造を有する。鉛蓄電池の極板としては、クラッド式、ペースト式、チュードル式等、種々の構造を有するものが知られているが、産業用や自動車用の鉛蓄電池においては、大電流放電が可能であるペースト式の極板が多く用いられている。また産業用や自動車用の鉛蓄電池としては、メンテナンスを容易にするために、補水の必要性をなくした密閉型鉛蓄電池が多く用いられている。
【０００４】
最近、鉛蓄電池の長寿命化を図ることの必要性が高まっている。特に、自然エネルギを利用した発電設備に付帯設備として設ける蓄電設備においては、鉛蓄電池の寿命を、風力発電機や太陽電池等の発電手段の耐用年数と同等の長さ（例えば１７年以上）とすることが望まれている。
【０００５】
ペースト式の正極板及び負極板は、集電体を構成する正極用格子板及び負極用格子板にそれぞれペースト状の正極活物質及び負極活物質を充填して保持させた構造を有する。正極用格子板及び負極用格子板としては、鋳造により製造されるものと、鉛または鉛合金の板にエキスパンド加工を施すことにより製造されるものとが用いられているが、電池の長寿命化を図ることを重視する場合には、後記するように、格子骨の断面積を大きくする必要があるため、正極用格子板及び負極用格子板として、鋳造により製造されるものを使用するのが有利である。
【０００６】
鋳造により製造される格子板は、例えば特許文献１に示されているように、ほぼ四角形（長方形または正方形）の輪郭形状を有して、横方向に伸び、縦方向に相対する一対の横枠骨と、縦方向に伸び、横方向に相対する一対の縦枠骨とを有する枠部と、この枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とにより構成される。
【０００７】
なお本明細書においては、格子板及び極板の各部の特定を容易にするため、格子板の集電用耳部が設けられた部分を格子板の上部とし、縦枠骨が伸びる方向（縦枠骨の長手方向）を格子板の縦方向とする。また横枠骨が伸びる方向を格子板の横方向とし、格子板の縦方向及び横方向の双方に対して直角な方向を格子板の厚み方向とする。極板の縦方向、横方向及び厚み方向はそれぞれ、格子板の縦方向、横方向及び厚み方向に沿う方向とする。また各枠骨及び各格子骨については、格子板の厚み方向に沿う方向を厚み方向とし、それぞれの長手方向と厚み方向との双方に対して直角な方向を幅方向とする。更に、格子板を水平面上に寝かせた姿勢にして格子板に活物質を充填する際に、格子板の上方に向けられる面及び下方に向けられる面をそれぞれ格子板の表面及び裏面とする。
【０００８】
正極用格子板及び負極用格子板に活物質を充填して正極板及び負極板を製造する際には、格子板を寝かせた状態で（その厚み方向を上下方向に向けた状態で）ペースト充填機内に送り込んで、上方から格子板の表面にペースト状の活物質を供給し、供給した活物質を格子板の表面（格子板の上方に向いた面）側から格子を通して裏面（格子板の下方に向いた面）側に流動させることにより、格子全体に活物質を充填する。格子全体にむら無く活物質を充填するためには、格子板の表面側から格子を通して格子板の裏面側に十分な量の活物質を供給し、かつ格子板の裏面側での活物質の流動を円滑に行わせることが必要である。
【０００９】
鉛蓄電池の寿命を長くするためには、格子板（特に正極用格子板）の横格子骨及び縦格子骨の全体を活物質中に埋設した状態にするのが理想である。正極用格子板の格子骨の一部が活物質から露出した状態にあると、格子骨の活物質から露出した部分（格子骨の露出部分という。）が電解液である硫酸に直に接触するため、放電時に格子骨の露出部分の表面で放電反応が起って、格子骨の露出部分の表面に不動態である硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）の膜が生成する。特に格子骨がカルシウムを含む鉛合金により形成されている場合には、格子骨の表面が活性を有するため、格子骨の表面が電解液に直接接触していると、格子骨の表面で放電反応が生じて硫酸鉛の膜が生成され易い。
【００１０】
格子骨の表面に形成された不動態膜は、導電性を有しておらず、充電しても元に戻らない。正極用格子板の格子骨の一部が活物質から露出していると、その露出部分から格子骨と活物質との間の界面に電解液が侵入していくため、格子骨表面への不動態膜の生成が進展していき、やがてその格子骨の表面全体に不動態膜が生成された状態になる。格子骨の表面全体に不動態膜が生成された状態になると、その格子骨と活物質との間の導通が阻害されるため、充電を行うことができなくなって、電池の早期容量低下（ＰＣＬ：Premature Capacity Loss）を招き、電池の長寿命化を図るという要請に応えることができなくなる。
【００１１】
また鉛蓄電池は、使用に伴って各部の劣化が進むとやがて寿命に至る。鉛蓄電池が寿命に至る主な原因として、充電時に正極板で起こる格子板の腐食（酸化によるＰｂＯ２の生成）が挙げられる。正極用格子板へのＰｂＯ２の生成は、格子板の表面からその内部へと徐々に進展していく。ＰｂＯ２は導電性を有するが、脆弱であるため、格子骨の腐食が進むと、格子骨が破断したり、格子骨の形が崩れて活物質を保持する機能が失われたりするようになり、やがて電池が寿命に達する。従って、鉛蓄電池の寿命を延ばすためには、格子板の腐食がその全体に及ぶまでの時間を長くするために、格子板の枠部及び格子骨の断面積を十分に大きくしておく必要がある。
【００１２】
上記のことから、ペースト式の極板を用いた鉛蓄電池の寿命を延ばすためには、格子板（特に正極の格子板）の格子骨の断面積を十分に大きくしておくことが必要であり、また格子骨の活物質から露出している部分を極力少なくすることが必要である。
【００１３】
ところが、極板の寿命を延ばすために、すべての格子骨の断面積を大きくすると、格子骨相互間の隙間が狭くなるため、所定の電池容量を得るために必要な量の活物質を格子板に充填することができなくなる。また格子骨の断面積を大きくすると、格子の隙間が小さくなって、格子板に活物質を充填する際に活物質を格子板の表面側から裏面側に円滑に流動させることが難しくなるため、活物質充填時に格子板の裏面側に活物質を十分に供給することができなくなり、格子板の裏面側で格子骨の露出部分が生じ易くなるという問題が生じる。
【００１４】
特許文献２には、格子骨を太骨と細骨とにより構成して、太骨の部分に機械的強度を持たせるようにした格子板が提案されている。この格子板では、格子骨の一部を細骨としたことにより、格子の隙間を拡大することができるため、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を容易にすることができる。
【００１５】
しかしながらこの格子板では、すべての太骨の厚みと細骨の厚みとを枠部の厚みに等しく設定していたため、格子板に活物質を充填する際に、太骨及び細骨の厚み方向の端面を活物質で覆うことが難しいという問題があった。ペースト充填機により格子板に活物質を充填する際に、ペースト充填機から活物質が直接供給される格子板の表面側では、格子骨を完全に覆うように活物質を塗着することが容易である。しかし、格子板の裏面側では、もっぱら格子の隙間を通過した活物質の流動に頼って活物質を充填するため、格子骨の露出部分を覆うことが困難である。
【００１６】
鉛蓄電池用の極板を製造する際には、搬送ベルト上に載せられた格子板に上方から送りローラを摩擦接触させて、各格子板を搬送ベルトと送りローラとの間に挟んだ状態でペースト充填機に送り込み、ペースト充填機により格子板に活物質を充填する活物質充填工程を行う。活物質充填工程を行った後、活物質が充填された格子板（極板）を、上下に相対する加圧ローラと送りローラとの間に通して、格子板に充填された活物質を極板の厚み方向に圧縮する活物質圧縮工程を行う。この活物質圧縮工程においても、僅かではあるが極板の表面側及び裏面側で活物質の流動を生じさせることができる。従って、ペースト充填機により格子板に活物質を充填した段階で、極板の裏面側に格子骨の露出部分が存在していても、その露出部分の面積が十分に狭ければ、活物質圧縮工程において、その露出部分を活物質で覆うことができる。しかしながら、極板の裏面側に存在する格子骨の露出部分の面積が広い場合には、活物質圧縮工程で生じる活物質の流動によっては、格子骨の露出部分を活物質で完全に覆うことができないことがある。
【００１７】
特許文献２に示された格子板では、格子板の裏面側で太骨及び細骨の双方の厚み方向の端面が枠部の端面と同一平面上に配置されているため、活物質充填工程を完了した段階で、格子板の裏面側で太骨及び細骨の双方の厚み方向の端面が露出した状態にあり、格子骨の露出部分の面積が広くなるのを避けられない。このように、活物質充填工程を終了した時点で、格子板の裏面側で格子骨の露出部分が広い面積を有していると、その後に行われる活物質圧縮工程で、格子骨の露出部分を完全に活物質で覆うことが困難になり、格子骨の露出部分が露出したままの状態にされる可能性が高くなる。正極板に格子骨の露出部分が存在すると、前述のように、格子骨に不動態膜が生成され、この不動態膜の生成が電池の早期容量低下を招く原因になる。
【００１８】
そこで、本発明者は、特許文献３に示されているように、格子骨を太骨と細骨とにより構成して、格子板に充填される活物質の量が少なくなるのを防ぐとともに、活物質を充填する際の活物質の流動を容易にして、極板の裏面側で格子骨の端面が活物質から露出した状態になるのを抑制することを可能にした格子板を提案した。
【００１９】
本発明者が先に提案した格子板は、下記のように構成される。
ａ．縦格子骨及び横格子骨の少なくとも一方が太骨と細骨とにより構成されて、各太骨に隣接する格子骨が細骨となるように太骨と細骨とが配列される。
ｂ．太骨の厚みが枠部の厚みよりも小さく設定されて、太骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面が枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも厚み方向の内側に配置される。
ｃ．細骨の幅及び厚みはそれぞれ太骨の幅及び厚みよりも小さく設定され、各細骨は、その厚み方向の一端側の端面を太骨の厚み方向の一端側の端面が配置された平面寄りに偏った位置させた状態で設けられる。
【００２０】
上記のように、縦格子骨及び横格子骨の少なくとも一方を太骨と細骨とにより構成すると、細骨の部分の腐食が進んでその機械的強度が低下した場合でも、より長期間の腐食に耐える太骨の部分に機械的強度を持たせて格子の形状を維持することができるため、すべての格子骨を細骨により構成した場合よりも更に長期間に亘って格子の活物質保持機能を維持することができる。
【００２１】
また上記のように、各太骨に隣接する格子骨が細骨となるように太骨と細骨とを配列しておくと、太骨の側方にペースト状活物質を流動させるための広いスペースを確保することができるため、格子板の表面側から活物質を充填する際に、活物質を格子板の裏面側に円滑に流動させて、格子板の裏面側への活物質の充填を良好に行わせることができる。
【００２２】
更に上記のように構成すると、格子板の裏面側で、細骨及び太骨の端面が枠部の端面よりも内側に配置されるため、格子板の裏面側で細骨及び太骨の端面が活物質から露出した状態になるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００１−３３２２６８号公報
【特許文献２】特開平４−１７１６６６号公報
【特許文献３】ＷＯ（国際公開）２０１０／７３５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明者が先に提案した格子板を用いると、長期間腐食に耐える太骨の部分に機械的強度を持たせて、格子の形状を長期間維持することができるため、電池の寿命を延ばすことができる。また格子骨に露出部分が生じるのを抑制することができるため、格子骨に硫酸鉛の不動態膜が生成されるのを抑制して、電池の寿命を延ばすことができる。
【００２５】
しかしながら、その後の検証により、本発明者が先に提案した格子板を用いた場合には、一連の格子板を連続的にペースト充填機に供給して極板を量産する際に、格子板をペースト充填機に正しい姿勢で送り込むことができなくなって、ラインが停止するトラブルが無視できない頻度で発生することが明らかになった。
【００２６】
矩形状の格子板を用いて極板を量産するラインにおいて、格子板にペースト状の活物質を充填する際には、一連の格子板を、それぞれの横方向（短辺方向）を搬送方向に向けて寝かせた状態で搬送ベルトによりペースト充填機に向けて搬送し、格子板がペースト充填機に近づいたところで、搬送されてくる格子板に上方から送りローラを摩擦接触させ、格子板を送りローラと搬送ベルトとの間に挟んだ状態でペースト充填機に送り込む。
【００２７】
先に提案した格子板においては、太骨の厚み方向の両端が枠部の厚み方向の両端よりも内側に配置され、また細骨の厚み方向の両端も枠部の厚み方向の両端より内側に配置されていたため、格子部全体の厚み方向の両端が枠部の厚み方向の両端よりも内側に引っ込んだ状態にある。そのため、格子板をペースト充填機に送り込む際には、搬送ベルト及び送りローラが格子板の枠部のみに摩擦接触することになる。搬送ベルト及び送りローラが格子板の枠部にしか接触することができないと、格子板と送りローラとの間及び格子板と搬送ベルトの間の摩擦抵抗が不足するため、格子板をペースト充填機に正しい姿勢で送り込むことができないことがある。格子板をペースト充填機に正しい姿勢で送り込むことができないと、格子板が変形したり、格子板への活物質の充填を正常に行うことができなくなる。ペースト充填機に正しい姿勢で送り込まれなかった格子板に活物質が充填されることにより得られた極板は不良品となるため、この極板を鉛蓄電池の組立工程に供給することは許されない。従って、格子板を正しい姿勢でペースト充填機に供給することができない事態が生じた場合には、一旦生産ラインを止めてその格子板をラインから撥ねる必要がある。
【００２８】
上記のように、先に提案した格子板を用いた場合には、ラインを停止させる必要があるトラブルが無視できない頻度で発生するため、製造能率の低下を招くおそれがあった。鉛蓄電池の歩留まりを高め、生産性を向上させて、しかも高品質の極板を得るためには、ペースト充填機への格子板の供給を、格子板の姿勢を正しい状態に保って、確実に行わせることが重要である。
【００２９】
本発明の目的は、量産性に優れ、しかも長寿命の鉛蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、正極用の格子板に正極活物質を充填してなる正極板と、負極用の格子板に負極活物質を充填してなる負極板とを備えた鉛蓄電池に係わるものである。本発明においては、少なくとも正極用の格子板が下記のように構成される。
（1.1）横方向に伸び縦方向に相対する一対の横枠骨と縦方向に伸び横方向に相対する一対の縦枠骨とを有し、横方向及び縦方向の双方に対して直角な厚み方向に一定の厚み寸法を有する枠部と、横枠骨及び縦枠骨とそれぞれ平行に伸びるように設けられて枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とを備えている。
（1.2）縦格子骨及び横格子骨はそれぞれ、複数の細縦骨及び細横骨と、細縦骨及び細横骨よりも断面積が大きい複数の太縦骨及び太横骨とを有して、各太縦骨の側方に少なくとも一つの細縦骨が並び、各太横骨の側方に複数の細横骨が並ぶように、太縦骨及び細縦骨と太横骨及び細横骨とが配列される。
（1.3）複数の太縦骨は、枠部の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面を前記枠部の厚み方向の一端側の端面と同一平面上に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面を前記枠部の厚み方向の他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置される。
（1.4）複数の細縦骨は、太縦骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ太縦骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置される。
（1.5）複数の太横骨は、枠部の厚みに等しい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面と同一の平面上に位置させた状態で配置される。
（1.6）各太横骨は、その厚み方向及び長手方向の双方に対して直角な方向を幅方向としたときに、その厚み方向の他端側の端面の幅寸法が、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法よりも小さく設定される。
（1.7）複数の細横骨は、太横骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ太横骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置される。
（1.8）本発明の一態様では、上記複数の細縦骨が、太さが異なる複数種類の細縦骨を有している。
（1.9）本発明の他の態様では、上記複数の細横骨が、太さが異なる複数種類の細横骨を有している。
【００３１】
格子板を上記のように構成すると、太横骨の厚み方向の一端と、太縦骨の厚み方向の一端とを枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させることができるため、格子板を送りローラによりペースト充填機内に送り込む際に、送りローラと格子板との接触面積を十分に確保して、送りローラと格子板との間の摩擦抵抗を大きくすることができる。また上記のように構成すると、太横骨の厚み方向の他端を枠部の厚み方向の他端側の端面と同一の平面上に位置させることができるため、格子板と搬送ベルトとの接触面積を大きくして、両者間の摩擦抵抗を大きくすることができる。従って、格子板を搬送ベルトと送りローラとの間に挟んでペースト充填機に供給する際に、格子板と送りローラとの間及び格子板と搬送ベルトとの間の摩擦抵抗を十分に大きくして、格子板を、その横方向を搬送方向に向けた正規の姿勢を保った状態で、ペースト充填機内に確実に送り込むことができ、活物質の充填作業を円滑に行わせることができる。
【００３２】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板においては、その表面（活物質充填時に上方に向けられる面）側で、太横骨と太縦骨との双方の厚み方向の端面が枠部の厚み方向の端面と同一平面上に配置されているため、枠骨と太横骨及び太縦骨とにより、格子板の表面に開口した多数の矩形状の仕切り枠が縦横に並んだ状態で構成され、格子板の表面は、これらの仕切り枠により縦横に仕切られた状態にある。このように格子板の表面が、多数の仕切り枠により仕切られていると、活物質の充填圧力を分散させることなく、各仕切り枠内の制限された領域を通して格子板の表面側から裏面側に均一かつ確実に伝達することができるため、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を均一かつ円滑に行わせて、格子板の裏面側への活物質の充填を良好に行わせることができる。
【００３３】
格子板に活物質を充填した後は、格子板を加圧ローラと送給ローラとの間に通すことにより、充填された活物質を押し固める活物質圧縮工程を行う。このとき枠骨と太横骨及び太縦骨とにより構成される仕切り枠が、加圧ローラから格子板に与えられる加圧力を各部に均一に伝達する作用をするため、活物質が全体に均一に充填されて押し固められた高品質の極板を容易に得ることができる。
【００３４】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板においては、その表面（活物質充填時にペースト充填機から活物質が供給される面であって、上方に向けられる面）側で、太横骨と太縦骨との双方の厚み方向の端面が枠部の厚み方向の端面と同一平面上に配置されている。しかし、格子板の表面側では、活物質充填時に太横骨及び太縦骨を隠すように、枠部の厚みを越えて活物質を塗着することが容易であるため、太横骨及び太縦骨の厚み方向の端面と、枠部の厚み方向の端面とが同一平面上に配置されていても、太横骨及び太縦骨を露出させないように活物質を充填することは容易である。
【００３５】
格子板の裏面側では、太横骨の厚み方向の端面のみが、枠部の厚み方向の端面が配置されている平面と同一の平面上に配置される。格子板の裏面側で露出している骨の端面を、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動のみによって完全に覆うことは困難である。しかし、本発明においては、格子板の裏面側での各太横骨の厚み方向の端面の幅寸法が、格子板の表面側での各太横骨の厚み方向の端面の幅寸法よりも小さく設定されているため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側で太横骨の厚み方向の端面が露出したとしても、その露出部分の面積は十分に狭くすることができる。そのため、活物質充填工程の終了時に、極板の裏面側で太横骨の端面が露出していたとしても、その後に行われる活物質圧縮工程において生じる活物質の流動により、太横骨の露出部分を活物質により確実に覆うことができ、格子板の表裏両面に格子骨の露出部分を有しない極板を容易に得ることができる。さらに、本発明に係わる格子板と特許文献３に示された格子板とを太縦骨の太さ（厚み）を同一として対比した場合、特許文献３に示された格子板では、格子板の表面側で、太縦骨の厚み方向の端面が枠部の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置した状態で配置されているのに対し、本発明では、格子板の表面側で、太縦骨の厚み方向の端面が枠部の端面と同一平面上に配置されているため、本発明の格子板の裏面側では、太縦骨の厚み方向の端面が、特許文献３に示された格子板よりも一層枠部の厚み方向の内側に位置した状態で配置される。これにより、格子板の裏面側に、活物質の流動空間を十分に確保することができ、このことも活物質の充填性を高めることに役立つ。
【００３６】
本発明の好ましい態様では、複数の細縦骨及び細横骨のそれぞれが、鉛蓄電池の所期の寿命期間の間腐食に耐えるように設定された断面積を有するように構成される。
【００３７】
上記のように細縦骨及び細横骨の断面積を設定しておくと、寿命期間の間格子板の形状を確実に維持して、格子板に集電機能を持たせることができるため、寿命期間の間電池の性能を高い状態に保持することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、格子板の表面側では太横骨の厚み方向の一端と、太縦骨の厚み方向の一端とを枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に配置し、格子板の裏面側では、太横骨の厚み方向の他端を枠部の厚み方向の他端側の端面と同一平面上に配置したので、格子板を送りローラと搬送ベルトとの間に挟んでペースト充填機に向けて送給する際に、送りローラと格子板との接触面積及び搬送ベルトと格子板との接触面積を十分に確保して、送りローラと格子板との間の摩擦抵抗及び搬送ベルトと格子板との間の摩擦抵抗を十分に大きくすることができる。そのため、格子板を正しい姿勢を保った状態でペースト充填機内に確実に送り込むことができ、活物質の充填作業を正しく、かつ円滑に行わせることができる。従って、活物質の充填が不良な極板が製造されるのを防いで製品の歩留まりを高くすることができるだけでなく、格子板に活物質を充填する工程においてラインが停止するのを防いで、鉛蓄電池の生産性を向上させることができる。
【００３９】
また本発明においては、太横骨と太縦骨との双方の厚み方向の端面を枠部の厚み方向の端面と同一平面上に配置して、枠骨と太横骨及び太縦骨とにより格子板の表面側に縦横に並ぶ多数の仕切り枠が構成されるようにしたので、活物質の充填圧力を分散させることなく、各仕切り枠内を通して格子板の表面側から裏面側に均一かつ確実に伝達することができる。従って、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を均一かつ円滑に行わせて、格子板の裏面側への活物質の充填を良好に行わせることができる。また格子板に活物質を充填した後に行われる活物質圧縮工程においても、枠骨と太横骨と太縦骨とにより構成される仕切り枠を通して、加圧ローラから格子板に与えられる加圧力を各部に均一に伝達することができるため、活物質が全体に均一に充填されて押し固められた高品質の極板を容易に得ることができる。
【００４０】
本発明においては、格子板の表面側での各太横骨の厚み方向の端面（厚み方向の一端側の端面）の幅寸法よりも、格子板の裏面側での各太横骨の厚み方向の端面（厚み方向の他端側の端面）の幅寸法が小さく設定されているため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側に生じる太横骨の露出部分の面積を狭くすることができる。そのため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側に太横骨の露出部分が存在していても、その後に行われる活物質圧縮工程において生じる活物質の流動により、極板の裏面側に生じた太横骨の露出部分を活物質で確実に覆うことができる。従って、格子板の表裏両面に格子骨の露出部分を有しない極板を容易に得ることができ、正極板に格子骨の露出部分を有しない長寿命の鉛蓄電池を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板の構成例を示した正面図である。
【図２】図２は、図１の格子板を図１のII−II線に沿って断面して示した拡大断面図である。
【図３】図３は、図１の格子板を図１のIII−III線に沿って断面して示した拡大断面図である。
【図４】図４は、図１の格子板の一部を拡大して示した正面図である。
【図５】図５は、図１の格子板を鋳造する際に用いる金型の構成の一例を示した断面図である。
【図６】図６は、本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板の他の例を示した正面図である。
【図７】図７は、本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板の更に他の例を示した正面図である。
【図８】図８は、格子板に活物質を充填する際に用いる装置の構成を示した斜視図である。
【図９】図９は、鉛蓄電池の構成の一例を示した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図９は、密閉型鉛蓄電池の構造の一例を示す分解斜視図である。同図において１及び２はそれぞれ正極板及び負極板、３はセパレータで、正極板１及び負極板２がセパレータ３を介して交互に積層されることにより極板群４が構成される。
【００４３】
図９においては、構造をわかりやすくするために、正極板１，１，…と、負極板２，２，…と、セパレータ３，３，…とを、位置をずらして示しているが、実際には、正極板１及び負極板２がそれぞれの位置を合わせてセパレータ３を介して交互に積層される。
【００４４】
５は複数の正極板１，１，…に設けられた耳部同士を接続する正極ストラップ、６は複数の負極板２，２，…に設けられた耳部同士を接続する負極ストラップで、正極ストラップ５及び負極ストラップ６にはそれぞれ正極柱５ａ及び負極柱６ａが設けられている。
【００４５】
極板群４は、電解液と共に電槽７のセル室７ａ内に収容される。電槽７の上端の開口部は、蓋８により閉じられ、蓋８に鋳込まれた正極端子ブッシング９及び負極端子ブッシング１０にそれぞれ設けられた孔を通して正極柱５ａ及び負極柱６ａが外部に導出される。蓋８には、電槽内の圧力が規定値を超えたときに開いて電槽内の圧力を開放する排気栓１１が取り付けられている。
【００４６】
図９に示した蓄電池は単電池であるため、電槽７に一つのセル室のみが設けられている。電池の定格電圧が２Ｖを超える場合には、電槽７に複数のセル室が設けられて、各セル室内に極板群が挿入され、隣接するセル室内に挿入された極板群の所定の極性のストラップの間がセル室間の隔壁を貫通して設けられたセル間接続部を介して相互に接続されることにより、複数のセル室内にそれぞれ構成された電池が直列又は並列に接続されて、所定の定格電圧と定格容量とを有する鉛蓄電池が構成される。
【００４７】
正極板１及び負極板２はそれぞれ集電体を構成する正極用格子板及び負極用格子板にペースト状の正極活物質及び負極活物質を充填して保持させた構造を有する。集電体を構成する格子板としては、鋳造により製造されるものと、鉛または鉛合金の板にエキスパンド加工を施すことにより製造されるものとが用いられているが、本発明では、鋳造により製造される格子板を用いる。
【００４８】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板は、主原料を鉛として、これにスズ、カルシウム、アンチモン、ナトリウム等の合金素材を添加した合金材料により形成することができる。主原料に添加する合金素材としては、特にスズ及びカルシウムの両方を用いるのが好ましい。カルシウムを添加すると、自己放電の割合を減少させることができる。主原料（鉛）にカルシウムを添加すると、骨の腐食が起り易いという問題が生じるが、骨の腐食は、スズの添加により抑制することができる。
【００４９】
格子板は、枠部と、枠部の内側に設けられる格子と、枠部に設けられる集電用耳部とにより構成される。枠部は、縦方向に相対する一対の横枠骨と、横方向に相対する一対の縦枠骨とにより構成され、一方の横枠骨に集電用耳部が設けられる。枠部の内側に設けられる格子は、横枠骨と平行に伸びる横格子骨と、縦枠骨と平行に伸びる縦格子骨とにより構成される。
【００５０】
図１は、本実施形態に係わる鉛蓄電池で用いる格子板２０の一例を示したものである。図示の格子板２０は、長方形の輪郭形状を有する枠部２１と、枠部２１の内側に形成された格子２２とを備えている。図１は、格子板２０の厚み方向の一端側の主面の形状を示しているが、同図においては、主面の形状の細部の図示が省略されている。後記するように、各骨が六角形の断面形状を有しているため、実際には、図４の拡大図に示されているように、各骨の稜線が格子板の主面に現れる。以下、格子板の各部について詳細に説明する。
【００５１】
［枠部］
枠部２１は、格子板の外形形状を画定するものである。枠部２１の形状は、使用される鉛蓄電池の電槽（外装ケース）の内部形状に適合させた形状とされる。本実施形態では、立方体または直方体状の電槽を用いるため、枠部２１の輪郭形状を正方形又は長方形とする。
【００５２】
図示の枠部２１は、横方向に伸び、縦方向に相対する一対の横枠骨２１ａ，２１ａと、縦方向に伸び、横方向に相対する一対の縦枠骨２１ｂ，２１ｂとを有する。枠部２１の一方の横枠骨２１ａには、図示しないストラップを接続するための集電用耳部２５が一体に形成されている。
【００５３】
枠部２１の他方の横枠骨２１ａには、集電用耳部２５と反対側に突出した保持用耳部２６と、保持用耳部２６から横方向に離れた箇所から保持用耳部と同方向に突出した足部２７とが枠部と一体に形成されている。集電用耳部２５と格子板保持用耳部２６とは対称に設けられていて、極板を製造する工程で、一連の格子板２０を、それぞれの板面（主面）を水平方向に向けて吊下げた状態で並べて搬送する際に、各格子板を搬送具に保持するために用いられる。極板の製造工程では、集電用耳部２５及び格子板保持用耳部２６が搬送具に引っかけられることにより、格子板が懸垂した状態で保持される。保持用耳部２６は、格子板への活物質の充填が完了した後に足部２７と同形状の足部を構成するようにカットされる。足部２７及び保持用耳部２６をカットすることにより形成された足部は、極板群が電槽のセル室内に挿入された際に枠部２１の下端とセル室の底面との間に隙間を形成するために用いられる。足部２７を省略する場合もあるが、その場合には、格子板への活物質の充填が完了した後に保持用耳部２６全体をカットする。
【００５４】
集電用耳部２５は、極板群の同極性の極板同士を接続するストラップを接続するために用いられる。集電用耳部２５は、電槽及びその蓋の形状と極板の形状とに合わせて、適宜の形状及び大きさに形成することが好ましい。耳部２５の個数は1個であるのが好ましく、その厚みは枠骨の厚みと同等程度であることが好ましい。製造を容易にするため、耳部は枠部及び格子部と同じ材料により形成するのが好ましい。
【００５５】
前述のように、本明細書においては、格子板２０の集電用耳部２５が設けられた部分を格子板の上部とし、縦枠骨２１ｂが伸びる方向（縦枠骨の長手方向）を格子板２０の縦方向とする。また横枠骨２１ａが伸びる方向を格子板の横方向とし、格子板２０の縦方向及び横方向の双方に対して直角な方向を格子板の厚み方向とする。極板の縦方向、横方向及び厚み方向はそれぞれ、格子板２０の縦方向、横方向及び厚み方向に沿う方向とする。また縦枠骨、横枠骨、縦格子骨及び横格子骨については、格子板の厚み方向に沿う方向を厚み方向とし、それぞれの長手方向と厚み方向との双方に対して直角な方向を幅方向とする。更に、格子板を水平面上に寝かせた姿勢にして格子板に活物質を充填する際に、格子板の上方に向けられる面及び下方に向けられる面をそれぞれ格子板の表面及び裏面とする。
【００５６】
横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂの断面形状は、活物質との接触面積が大きく、且つ活物質の充填が容易な形状とするのが好ましい。本実施形態では、図２及び図３に示したように、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂの横断面の輪郭が、枠部の厚み方向に細長く伸された六角形を呈している。本実施形態では、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの横断面の輪郭をなす六角形の６辺のうちの相対する２辺が枠部２１の厚み方向に対向し、これら２辺の対向方向に対して直角な方向に相対する２つの頂点が、枠部の厚み方向に対して直角をなすように設定された基準平面Ｏ1−Ｏ1上に位置するように、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂの横断面の輪郭をなす六角形の向きが定められている。
【００５７】
図示の例では、横枠骨２１ａ（図２）及び縦枠骨２１ｂ（図３）の横断面の輪郭形状を、枠部２１の厚み方向に細長く伸された六角形とするため、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの幅寸法Ａが厚み寸法Ｂよりも小さく設定されている。横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの厚み方向の両端には、平坦な端面２１a1，２１a2及び２１b1，２１b2が形成されている。本実施形態では、横枠骨２１ａ及び縦枠骨２１ｂのそれぞれの端面２１a1，２１a2及び２１b1，２１b2の幅寸法Ｃがすべて等しく設定されている。
【００５８】
［格子］
格子２２は、複数本の横格子骨２３，２３，…と、複数本の縦格子骨２４，２４，…とからなっている。横格子骨及び縦格子骨の材質は、先に述べた横枠骨及び縦枠骨と同じものであっても、異なるものであっても良いが、横枠骨、縦枠骨、横格子骨及び縦格子骨を、一括して一体成形することを容易にするために、横格子骨及び縦格子骨を構成する材料は、横枠骨及び縦枠骨を構成する材料と同じものであることが好ましい。
【００５９】
複数本の横格子骨２３，２３，…は、横枠骨２１ａと平行に設けられて、縦枠骨２１ｂの長手方向に一定の間隔を持って並べて配置されている。複数本の縦格子骨２４，２４，…は、縦枠骨２１ｂと平行に伸びるように設けられて、横枠骨２１ａの長手方向に一定の間隔を持って並べて配置され、横格子骨２３，２３，…と縦格子骨２４，２４，…とが直角に交差することにより、格子２２が構成されている。図示の例では、横格子骨２３，２３，…が２６本設けられ、縦格子骨２４，２４，…が９本設けられている。
【００６０】
横格子骨２３は、鉛蓄電池の寿命期間の間腐食に耐え得る断面積を有する複数の細骨２３ａと、細骨２３ａよりも断面積が大きい複数の太骨２３ｂとからなっていて、各太骨２３ｂに隣接する骨が細骨２３ａとなるように、太骨２３ｂと細骨２３ａとが配列されている。図示の例では、細骨２３ａが２１本設けられ、太骨２３ｂが５本設けられている。
【００６１】
同様に、縦格子骨２４は、鉛蓄電池の寿命期間の間腐食に耐え得る断面積を有する複数の細骨２４ａと、細骨２４ａよりも断面積が大きい複数の太骨２４ｂとからなっていて、各太骨２４ｂに隣接する骨が細骨２４ａとなるように太骨２４ｂと細骨２４ａとが配列されている。図示の例では、細骨２４ａが５本設けられ、太骨２４ｂが４本設けられている。
【００６２】
本明細書では、横格子骨２３を構成する細骨２３ａ及び太骨２３ｂと、縦格子骨２４を構成する細骨２４ａ及び太骨２４ｂとを区別するため、横格子骨２３を構成する細骨２３ａ及び太骨２３ｂをそれぞれ細横骨及び太横骨と呼び、縦格子骨２４を構成する細骨２４ａ及び太骨２４ｂをそれぞれ細縦骨及び太縦骨と呼ぶ。
【００６３】
本実施形態では、図２に示されているように、格子２２を構成する細横骨２３ａ及び太横骨２３ｂが格子板の厚み方向に伸された縦長の六角形の断面形状を有するように形成されている。枠骨部と同様に、細横骨２３ａ及び太横骨２３ｂのそれぞれの横断面の輪郭をなす六角形の６辺のうちの相対する２辺が枠部２１の厚み方向に対向し、該２辺の対向方向に対して直角な方向に相対する２つの頂点が、枠部の厚み方向に対して直角をなすように設定された基準平面Ｏ1−Ｏ1上に位置するように、細横骨２３ａ及び太横骨２３ｂのそれぞれの断面形状が定められている。基準平面Ｏ1−Ｏ1は、格子板を鋳造する金型の分割面に沿う平面である。
【００６４】
図２に示されているように、太横骨２３ｂは、枠部２１の厚みＢに等しい厚みＤ（＝Ｂ）を有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２３b1及び他端側の端面２３b2をそれぞれ枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1及び他端側の端面２１a2と同一の平面上に位置させた状態で設けられている。太横骨２３ｂの断面の輪郭形状を厚み方向に伸された六角形とするため、太横骨２３ｂの幅Ｅがその厚みＤよりも小さく設定されている。本発明においては、各太横骨２１ｂの厚み方向の他端側の端面２３b2の幅寸法Ｇが、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法Ｆよりも小さく設定される。本実施形態では、活物質の充填が完了した段階で太横骨の厚み方向の他端側の端面２３b2が活物質で覆われることなく露出していた場合でも、その後に行われる活物質圧縮行程において生じる活物質の流動により、該端面２３b2を活物質で完全に覆うことができるように、各太横骨２１ｂの厚み方向の他端側の端面２３b2の幅寸法Ｇが十分に小さく設定されている。
【００６５】
細横骨２３ａは、太横骨２３ｂの厚みＤ（＝Ｂ）よりも小さい厚みＨと、太横骨２３ｂの幅Ｅよりも小さい幅Ｉとを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２３a1及び他端側の端面２３a2をそれぞれ横枠骨２１ａの厚み方向の一端側の端面２１a1及び他端側の端面２１a2よりも、枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で（枠部２１の厚み方向の内側に位置させた状態で）配置されている。細横骨２３ａの断面の輪郭形状を枠部の厚み方向に伸された六角形とするため、細横骨２３ａの幅Ｉがその厚みＨよりも小さく設定されている。細横骨２３ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び他端側の端面２３a2の幅寸法は適宜に設定し得るが、本実施形態では、細横骨２３ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び他端側の端面２３a2が等しい幅寸法Ｊを有している。
【００６６】
図３に示されているように、縦格子骨２４を構成する複数の太縦骨２４ｂは、枠部２１の厚みＢよりも小さい厚みＫ（＜Ｂ）を有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２４b1を枠部２１の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させ、それぞれの厚み方向の他端側の端面２４b2を枠部２１の厚み方向の他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置されている。太縦骨２４ｂの断面の輪郭を枠部の厚み方向に長く伸された六角形とするため、太縦骨２４ｂの幅Ｌは、厚みＫよりも小さく設定されている。太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面２４b1及び他端側の端面２４b2の幅寸法は適宜に設定し得るが、本実施形態では、これらの端面が等しい幅寸法Ｍを有している。
【００６７】
縦格子骨を構成する細縦骨２４ａは、太縦骨２４ｂの厚みＫ（＜Ｂ）よりも小さい厚みＮと、太縦骨２４ｂの幅Ｌよりも小さい幅Ｐとを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面２４a1及び他端側の端面２４a2をそれぞれ縦枠骨２１ｂの厚み方向の一端側の端面２１b1及び他端側の端面２１b2よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置されている。細縦骨２４ａの断面の輪郭形状を枠部の厚み方向に伸された六角形とするため、細縦骨２４ａの幅Ｐがその厚みＮよりも小さく設定されている。細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２４a1及び他端側の端面２４a2の幅寸法は適宜に設定し得るが、本実施形態では、細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２４a1及び他端側の端面２４a2が等しい幅寸法Ｑを有している。本実施形態ではまた、細縦骨２４ａの厚みＮが細横骨の厚みＨに等しく設定され、細縦骨２４ａの幅Ｐが細横骨２３ａの幅Ｉに等しく設定されている。また細縦骨２４ａの厚み方向の一端側及び他端側の端面の幅Ｑが、細横骨２３ａの厚み方向の一端側及び他端側の端面の幅Ｊに等しく設定されている。
【００６８】
本発明においては、各太骨に隣接する骨が細骨となるように太骨と細骨とを配列するが、横格子骨及び縦格子骨を構成する細骨の太さ（幅及び厚み）は必ずしも１種類である必要はなく、幅及び厚みが異なる複数種類の細骨を設けることができる。また枠骨と太骨との間及び太骨と太骨との間に配置する細骨は、１本でも複数本でもよい。
【００６９】
［細骨の太さと太骨の太さとの関係］
太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの太さ（断面積）は、同一であってもよく、異なっていてもよい。格子板の鋳造性を考慮して、太横骨の太さと太縦骨の太さとを異ならせることができる。例えば、太横骨の太さを縦太骨の太さよりも太くしておくと、格子板を鋳造する鋳型の横格子骨を鋳造するキャビティを鉛直方向に向けた状態で、重力鋳造方式により格子板を鋳造する際に、断面積が大きい太横骨２３ｂを鋳造するキャビティ（鉛直方向に伸びるキャビティ）内を通して、大量の溶融鉛を円滑に流すことができるため、縦格子骨を鋳造するキャビティ内への溶湯の流れを円滑にして、鋳造を容易にすることができる。
【００７０】
また太横骨２３ｂの太さと細横骨２３ａの太さとの関係及び太縦骨２４ｂの太さと細縦骨２４ａの太さとの関係は、活物質の充填の容易さ、極板の寿命などを考慮して適宜に設定する。
【００７１】
［格子骨の配列］
本実施形態では、図１に示されているように、横枠骨２１ａの長手方向に太縦骨２４bと細縦骨２４ａとが交互に並ぶように、縦格子骨２４を構成する細縦骨２４ａ及び太縦骨２４ｂが設けられている。
【００７２】
格子２２は、集電用耳部２５から遠ざかるに従って電気抵抗が大きくなり、耳部２５から遠ざかるに従って格子骨で生じる電圧降下が大きくなっていく。そのため、集電用耳部２５から遠い箇所で格子骨と活物質との間に流れる電流が制限され、耳部２５から離れた箇所で活物質の充放電反応が活発に行われにくくなる。このような状態が生じるのを防ぐため、集電用耳部２５が設けられた一方の横枠骨２１ａに隣接する領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合よりも、集電用耳部２５から離れた他方の横枠骨寄りの領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合の方が小さくなるように格子骨を配置するのが好ましい。
【００７３】
そのため、本実施形態では、耳部２５が設けられた一方の横枠骨２１ａ側及び耳部から離れた位置にある他方の横枠骨２１ａ側にそれぞれ細横骨の本数の太横骨の本数に対する割合を第１の割合とした第１の領域Ａ1及び細横骨の本数の太横骨の本数に対する割合を第１の割合よりも少ない第２の割合とした第２の領域Ａ2が設定される。
【００７４】
第１の領域Ａ1及び第２の領域Ａ2における細横骨の本数の太横骨の本数に対する割合は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、第１の領域Ａ1で、１本の太横骨の隣に４本の細横骨が並び、第２の領域Ａ2では、１本の太横骨の隣に３本の細横骨が並ぶように、太横骨の本数と細横骨の本数との割合が設定されている。すなわち第２の領域Ａ2における太横骨２３ｂ相互間の間隔が、第１の領域Ａ1における太横骨２３ｂ相互間の間隔よりも狭くなっている。このような割合で太横骨と細横骨とを設けると、耳部から遠ざかるに従って格子の電気抵抗（電圧降下）が大きくなるのを抑制しつつ、ペースト状活物質の充填を容易に行わせることができる。
【００７５】
［格子板の枠部の寸法］
枠部２１の厚みは以下の点を考慮して実験的に決定する。枠部２１の厚みが薄すぎると、枠部の厚み未満に設定される太縦骨の厚みが薄くなり過ぎて、格子骨の腐食が限界に達するまでの期間が短くなり、極板の寿命が短くなる傾向がある。また枠部２１の厚みが薄くなり過ぎると、横細骨及び縦細骨の厚みが薄くなり過ぎるため、活物質の保持能力が低下するおそれがある。枠部２１の厚みを５mm以上として、格子骨を構成する太横骨２３ｂの厚みを枠部２１の厚みに等しくし、細横骨２３ａの厚みと太縦骨２４ｂ及び細縦骨２４ａの厚みとを５mm未満の範囲で適当な値に設定することができるようにしておくと、極板の寿命を長くするという要求と、活物質の保持能力を低下させることなく活物質の充填の容易性を高めるという要求との双方に応えることができる。
【００７６】
枠部２１は、現用の産業用鉛蓄電池で用いられている格子板の枠部と同じ程度の大きさの長方形、例えば、長辺の寸法が３７０〜３９０mm、短辺の寸法が１３０〜１５０mmの長方形の形に形成することが好ましい。
【００７７】
格子板の枠部の寸法を上記の値に設定すると、比較的大形の極板を作製することができ、この極板を多数用いることにより、放電容量が大きい電池を作製することができる。また上記の格子板の寸法は、産業用の鉛蓄電池で用いられている格子板の寸法と同程度であるため、従来の産業用鉛蓄電池の電槽や蓋等を変更することなくそのまま用いて放電容量が大きく、寿命が長い鉛蓄電池を得ることができる。
【００７８】
［太横骨及び太縦骨の寸法］
本発明においては、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの部分に、電池の寿命期間に亘って格子の形状を所定の形状に維持する機能を持たせる。従って本発明の格子板を製作するに当たって、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの本数は、所望の寿命期間の間格子の形状を維持するために必要な本数に設定される。格子板２０に充填し得る活物質量を減少させることがないようにするために、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの本数は多すぎないように設定する。同様に、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの断面積は、格子板に充填し得る活物質量を減少させることがなく、かつ所望の寿命期間に亘って格子体の形を保持するために必要最小限の太さに（太すぎないように）設定する。太横骨及び太縦骨の本数及び断面積は、実験的に決定する。
【００７９】
［細横骨及び細縦骨の寸法］
一方細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａは、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの力を借りて自らの形状を維持することを前提にして、所望の寿命期間の間所定の形状を保持し、活物質を保持する機能を維持するのに適した大きさの断面積（太横骨及び太縦骨の断面積よりは小さい断面積）を持つように形成する。また細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの幅は、太横骨２３ｂと細横骨２３ａとの間及び太縦骨２４ｂと細縦骨２４ａとの間にペースト状活物質の流動を容易にするためのスペースを確保することができる大きさに設定される。
【００８０】
細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの幅が広すぎると、格子の目が狭くなるため、活物質を充填する際にその流動を容易にして活物質の充填を容易にし、格子体の一部が活物質で覆われない状態が生じるのを防ぐという、本発明の効果を得ることができなくなるだけでなく、格子板に充填し得る活物質量が減少してしまう。また細横骨及び細縦骨の断面積が小さすぎると、細横骨及び細縦骨の腐食が早期に深部に達してその機械的強度が低下するため、太横骨及び太縦骨の助けを借りても細横骨及び細縦骨の形を維持することができなくなって、活物質保持機能が低下してしまう。細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの断面積も実験的に決定する。
【００８１】
［格子板の鋳造］
格子板の製造方法としては、重力鋳造方式（ＧＤＣ：Ｇｒａｖｉｔｙ Ｄｉｅ Ｃａｓｔｉｎｇ）、連続鋳造方式、エキスパンド方式、打ち抜き方式等があるが、本発明に係わる格子板の製造には重力鋳造方式を用いることが好ましい。重力鋳造方式は、格子板の原材料金属（合金）を溶融し、この溶融金属（合金）を、該溶融金属の温度に耐え得る材料からなる金型内に重力により流し込み、鋳造する方法である。重力鋳造方式では、鋳造可能な格子の太さに理論上限界がない。また重力鋳造方式によれば、太格子骨と細格子骨とを合わせ持つ格子の製造が容易であり、得られた格子板の集電特性及び耐食性が優れている。
【００８２】
重力鋳造方式により格子板を鋳造する際には、図５に示したように、格子体の厚み方向の一方の半部を成形するためのキャビティ３１ａを有する第１の型３１と、格子体の厚み方向の他方の半部を成形するためのキャビティ３２ａを有する第２の型３２とからなる金型３３を用いる。第２の型３２には、鋳造された格子体を離型させるために用いる押し出しピン３４が設けられている。第１の型と第２の型とを合わせた状態では、金型の内部に、格子板の各部を成形するためのキャビティが構成される。図５において、２３ｂ′は横太骨２３ｂを鋳造するためのキャビティ、２４ａ′及び２４ｂ′はそれぞれ細縦骨２４ａ及び太縦骨２４ｂを鋳造するキャビティであり、２１ｂ′は縦枠骨２１ｂを鋳造するキャビティである。
【００８３】
この金型を用いて格子板を成形する際には、第１の型３１と第２の型３２とを合わせ、図５に示されているように、金型内に形成された横太骨成形用のキャビティ２３ｂ′の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、溶融した鉛合金（溶湯）を両型の合わせ面に沿って形成されたゲート３５を通して型内に注入し、溶湯を重力により型内の各部に流入させる。金型内に注入した鉛合金を冷却して固化させた後、第１の型３１を第２の型３２から離し、第２の型３２側に残った格子板を押し出しピン３４により押して、第２の型３２から離型させる。図５において、最上部に示された押出しピン３４は、金型のゲート３５内で固化した鉛合金を押し出すために用いられる。
【００８４】
本実施形態では、鋳造された格子板を金型から押し出す際に押出しピン４を当接させる押出しピン当接用座部２８が格子板２０に設けられている。鋳造された格子板を押出しピンにより押し出す際に、押出しピンから与えられる力が一点に集中して格子板が変形するのを防ぐため、押出しピン当接用座部２８は、枠骨と横格子骨または縦格子骨との交差部及び横格子骨と縦格子骨との交差部に、それぞれの交差部の断面積よりも大きい断面積を持たせて設けるのが好ましい。
【００８５】
図１に示した例では、一方の縦枠骨２１ｂと５本の太横骨２３ｂとの交差部と、一方の縦枠骨２１ｂと縦方向の一端寄り及び他端寄りにそれぞれ設けられた細横骨２３ａ，２３ａとの交差部と、格子板の横方向の中央に配置された一つの細縦骨２４ａと５本の太横骨２３ｂとの交差部と、格子板の横方向の中央に配置された一つの細縦骨２４ａと二つの横枠骨２１ａ，２１ａとの交差部とにそれぞれ押出しピン当接用座部２８が形成されている。各押出しピン当接用座部２８は、縦枠骨２１ｂと太横骨２３ｂまたは細横骨２３ａとの交差部、横枠骨２１ａと細縦骨２４ａとの交差部及び太横骨２３ｂと細縦骨２４ａとの交差部のそれぞれの断面積よりも大きい断面積を持つように形成されている。
【００８６】
押出しピン当接用座部２８の配列は図１に示した例に限定されない。例えば、図６または図７に示すように、押出しピン当接用座部２８を配列してもよい。
【００８７】
［極板の製造］
格子板２０を用いて鉛蓄電池用極板を製造する際には、活物質充填工程と活物質圧縮行程とを行う。図８を参照すると、活物質充填工程を行うペースト充填機４１の一例と、活物質圧縮行程を行う圧縮機４２の一例とが示されている。図示のペースト充填機４１は、ローラ４１ａによりガイドされて一方向に走行する搬送ベルト４１ｂと、搬送ベルト４１ｂ上に供給された格子板２０に上方から接して、格子板２０を搬送ベルト４１ｂ側に押しつけながら回転する送りローラ４１ｃと、搬送ベルト４１ｂ上の格子板２０にペースト状の活物質を加圧しながら供給するペースト供給装置４１ｄとからなっている。搬送ベルト４１ｂ及び送りローラ４１ｃは、図示しないモータにより駆動される。
【００８８】
圧縮機４２は、軸線を搬送方向に対して直角な方向に向けて並べて配置された複数の送りローラ４２ａと、エアシリンダやバネなどにより送りローラ４２ａ側に付勢された加圧ローラ４２ｂとを備えていて、ペースト充填機４１側から供給された極板を送りローラ４２ａと加圧ローラ４２ｂとの間に挟んだ状態で一方向に送給しながら、格子板に充填された活物質を格子板の厚み方向に圧縮して押し固める。
【００８９】
鋳造工程により鋳造された格子板２０は、図示しない搬送装置により搬送されて、搬送ベルト４１ｂの端部に供給される。格子板２０は、その横方向を搬送方向に向け、縦方向を搬送方向に対して直角な方向に向け、かつその厚み方向の一方の主面（表面）を上方に向けた状態で搬送ベルト４１ｂ上に供給される。搬送ベルト４１ｂ上に供給された格子板２０は、送りローラ４１ｃと搬送ベルト４１ｂとの間に挟まれた状態でペースト供給装置４１ｄ内に送り込まれる。
【００９０】
ペースト供給装置４１ｄは、格子板２０の表面にペースト状の活物質を所定の圧力で供給する。格子板２０の表面に供給された活物質は、格子板２０の表面を覆うと共に、格子２２の目を通して格子板の裏面側に流動して、格子２２の目の内部と格子板の裏面側とに充填される。
【００９１】
格子板に充填する活物質は特に限定されないが、一酸化鉛を含んだ鉛粉、水、硫酸等を混練して作製するのが好ましい。正極、負極の特性に合わせてカットファイバ、炭素粉末、リグニン、硫酸バリウム、鉛丹等の添加物を活物質に加える場合もある。また活物質の充填量は、枠骨の内側に形成される骨（細骨及び太骨）が完全に隠れれば問題はないが、枠骨の厚み以上まで充填するのが望ましい。
【００９２】
活物質が充填された格子板（極板）は、搬送ベルト４１ｂにより搬送されて、圧縮機４２に供給される。圧縮機４２に供給された極板は、送給ローラ４２ａと加圧ローラ４２ｂとの間に挟まれて加圧されながら送給される。この過程で、活物質が格子板の厚み方向に圧縮されて押し固められる。
【００９３】
本発明に係わる極板は、上述のペースト状活物質をペースト充填機によって格子板に充填し、熟成・乾燥することにより作製される。熟成・乾燥の時間や温度は特に限定されないが、格子板の厚みや活物質の物性によって適した値に調整することが好ましい。
【００９４】
［鉛蓄電池の構成］
本発明に係わる鉛蓄電池の構成は、少なくとも正極板に本発明に係わる格子板を用いる点を除き、特に限定されるものではない。前述のように、鉛蓄電池は、正極板、負極板、電解液としての希硫酸、セパレータ（ガラス繊維製のリテーナ等）、電槽、蓋等の部材から作製される。例えば、図９に示されるように、正極板１と負極板２との間にセパレータを介在させながら、正極板１と負極板２とを１枚ずつ交互に積層して、同極板の耳部同士をストラップ５及び６で連結させ、極板群４を構成する。この極板群４を電槽７の中に入れて蓋をし、電槽内に希硫酸を注液した後に化成を行って鉛蓄電池を完成する。
【００９５】
本実施形態のように格子板２０を構成すると、太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面と、太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面とを枠部２１の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させることができるため、格子板２０を送りローラ４１ｃによりペースト充填機内に送り込む際に、送りローラ４１ｃと格子板２０との接触面積を十分に確保して、送りローラ４１ｃと格子板２０との間の摩擦抵抗を大きくすることができる。また、本実施形態の格子板においては、太横骨２３ｂの厚み方向の他端側の端面が枠部２１の厚み方向の他端側の端面と同一の平面上に配置されるため、格子板２０と搬送ベルトとの接触面積を大きくして、両者間の摩擦抵抗を大きくすることができる。従って、格子板を搬送ベルトと送りローラとの間に挟んでペースト充填機に供給する際に、格子板と送りローラとの間及び格子板と搬送ベルトとの間の摩擦抵抗を十分に大きくして、格子板を、その横方向を搬送方向に向けた正規の姿勢を保った状態で、ペースト充填機４１内に確実に送り込むことができ、活物質の充填作業を円滑に行わせることができる。
【００９６】
本実形態においては、格子板２０の表面（活物質充填時に上方に向けられる面）側で、太横骨２３ｂと太縦骨２４ｂとの双方の厚み方向の端面と、枠部２１の厚み方向の一端側の端面とが同一の平面上に配置されているため、枠骨２１ａ，２１ｂと太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂとにより、格子板の表面に開口した多数の矩形状の仕切り枠が縦横に並んだ状態で構成され、格子板２０の表面がこれらの仕切り枠により縦横に仕切られた状態にある。このように格子板の表面が、多数の仕切り枠により仕切られていると、格子板の表面に加えられた活物質の充填圧力を分散させることなく、各仕切り枠内の制限された領域を通して格子板の裏面側に均一かつ確実に伝達することができるため、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を均一かつ円滑に行わせることができる。また格子板の裏面側では、太縦骨２４ｂの厚み方向の端面２４b2と細縦骨２４ａの端面２４a2とが枠部の端面２１a2、２１b2よりも枠部の厚み方向の内側に配置されていて、活物質充填時に太縦骨２４ｂの厚み方向の端面２４b2及び細縦骨２４ａの厚み方向の端面２４a2と搬送ベルト４１ｂとの間に隙間が形成されるため、格子板２０の裏面側での活物質の流動を容易にして、活物質の充填を良好に行わせることができる。
【００９７】
本発明に係わる鉛蓄電池で用いる格子板２０においては、その表面側で、太横骨２３ｂと太縦骨２４ｂとの双方の厚み方向の端面が枠部２１の厚み方向の端面と同一平面上に配置されているが、格子板の表面側では、活物質充填時に太横骨及び太縦骨を隠すように、活物質を塗着することが容易である。そのため、格子板の表面側で太横骨及び太縦骨の厚み方向の端面と、枠部の厚み方向の端面とが同一の平面上に配置されていても、太横骨及び太縦骨を露出させないように活物質を充填することは容易である。
【００９８】
格子板２０の裏面側では、太横骨２３ｂの厚み方向の他端側の端面２３b2が、枠部２１の厚み方向の他端側の端面が配置されている平面と同一の平面上に配置されているため、太横骨２３ｂの厚み方向の端面２３b2が活物質で覆われずに露出することがある。格子板の裏面側で露出している太横骨の端面を、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動のみによって完全に覆うことは困難であるが。本実施形態では、格子板の裏面側での各太横骨２３ｂの厚み方向の端面の幅寸法Ｇが、格子板の表面側での各太横骨の厚み方向の端面の幅寸法Ｆよりも小さく設定されているため、活物質充填工程の終了時に極板の裏面側で太横骨２３ｂの厚み方向の端面２３b2が露出したとしても、その露出部分の面積は十分に狭くすることができる。そのため、活物質充填工程の終了時に、極板の裏面側で太横骨の端部が露出していたとしても、その後に行われる活物質圧縮工程において生じる活物質の流動により、太横骨の厚み方向の他端側の端面２３b2の露出部分を活物質により確実に覆うことができ、格子板の表裏両面に格子骨の露出部分を有しない極板を容易に得ることができる。
【００９９】
［変形例］
図１に示した例では、太縦骨と細縦骨とが横枠骨２１ａ，２１ｂの長手方向に沿って交互に並ぶように縦格子骨を設けているが、本発明は、図１に示したように縦格子骨を構成する場合に限定されるものではない。例えば、太縦骨２４ｂの隣に２本の細縦骨２４ａが並ぶように縦格子骨を構成しても良い。
【０１００】
上記の実施形態では、格子板の主面を、耳部が設けられた一方の横枠骨側に位置する第１の領域Ａ1と、耳部から離れた側の他方の横枠骨側に位置する第２の領域Ａ2とを設けて、格子板の主面を縦方向（上下）に２分して、第１の領域では各太横骨の側方に４本の細横骨が並び、第２の領域では、各太横骨の側方に３本の細横骨が並ぶようにしたが、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１０１】
集電用耳部２５から離れた領域で集電抵抗が大きくなるのを防ぐためには、耳部が設けられた一方の横枠骨に隣接する領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合よりも、耳部から離れた位置にある他方の横枠骨寄りの領域で一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合を小さくすればよく、格子板の主面の各領域における太横骨の本数に対する細横骨の本数の割合は、上記の例に限定されない。
【０１０２】
例えば、第１の領域Ａ1と第２の領域Ａ2との間に更に一つ以上の領域を設けて、格子板の主面を縦方向に３以上の領域に分け、耳部が設けられた一方の横枠骨側に設けられた領域から他方の横枠骨側に設けられた領域に向かうに従って、一定の面積当りに設けられている細横骨の数の太横骨の数に対する割合が段階的に少なくなっていくように（太横格子相互間の間隔が段階的に狭くなっていくように）、各領域における細横骨の数と太横骨の数とを設定してもよい。
【実施例】
【０１０３】
［格子板の作製］
鉛に、スズ：１．０〜１．８質量％、カルシウム：０．０５〜０．１質量％を添加して作製した鉛合金を溶融し、異なる２種類の金型を用いて、重力鋳造方式により正極用の格子板Ａ及び格子板Ｂを作製した。これらの格子板のうち、格子板Ａは比較例であり、格子板Ｂは本発明の実施例である。
【０１０４】
＜格子板Ａ：比較例＞
格子板Ａは、本発明者が先に提案した構造を有するもの（特許文献３に示されたもの）である。格子板Ａにおいて、枠部２１の内側の横格子骨２３及び縦格子骨２４の配列パターンは図１に示した例と同様であるが、格子板Ａでは太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの厚みが枠部２１の厚みよりも小さく設定されて、太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1及び他端側の端面２３b2が枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1及び他端側の端面２１a2，２１b2よりも厚み方向の内側に配置されている。また太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面２４b1及び他端側の端面２４b2が枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1及び他端側の端面２１a2，２１b2よりも厚み方向の内側に配置されている。細横骨２３ａの幅及び厚みはそれぞれ太横骨２３ｂの幅及び厚みよりも小さく設定され、細縦骨２４ａの幅及び厚みはそれぞれ太縦骨２４ｂの幅及び厚みよりも小さく設定されている。各細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａは、それぞれの厚み方向の一端側の端面を太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面が配置された平面寄りに偏った位置に位置させた状態で設けられている。
【０１０５】
格子板Ａにおいては、枠部２１の縦寸法を３８５ｍｍ、横寸法を１４０ｍｍ、厚みを５．８ｍｍ、幅を４．４ｍｍとし、枠部２１の内側に、太横骨２３ｂ及び細横骨２３ａを備えた横格子骨２３と、太縦骨２４ｂ及び細縦骨２４ａを備えた縦格子骨２４とを形成した。太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの断面形状は、厚みが幅よりも大きい六角形とし、厚みを５．４ｍｍ、幅を４．３ｍｍとした。また細横骨２４ａ及び細縦骨２４ａの断面形状も厚みが幅よりも大きい六角形とし、それぞれの厚みを３．６ｍｍ、幅を２．８ｍｍとした。格子板Ａにおいては、活物質充填時に上方に向けた状態で配置される細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び２４a1を、太横骨２３ｂ及び太縦骨２４ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1及び２４b1と同一の平面上に位置させた。
【０１０６】
＜格子板Ｂ：実施例＞
格子板Ｂにおいて、枠部２１の内側の横格子骨２３及び縦格子骨２４の配列パターンは図１に示した例と同様である。格子板Ｂにおいては、図２に示すように、太横骨２３ｂの厚みが枠部２１の厚みに等しく設定されて、太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1及び他端側の端面２３b2が枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1及び他端側の端面２１a2，２１b2と同一の平面上に配置されている。また図３に示すように、太縦骨２４ｂの厚みは枠部２１の厚みよりも小さく設定されて、その厚み方向の一端側の端面２４b1は枠部２１の厚み方向の一端側の端面２１a1，２１b1と同一平面上に配置され、太縦骨２４ｂの厚み方向の他端側の端面２４b2は、枠部２１の厚み方向の他端側の端面２１a2，２１b2よりも枠部の厚み方向の内側に配置されている。
【０１０７】
格子板Ｂにおいて、細横骨２３ａの幅及び厚みはそれぞれ太横骨２３ｂの幅及び厚みよりも小さく設定され、細縦骨２４ａの幅及び厚みはそれぞれ太縦骨２４ｂの幅及び厚みよりも小さく設定されている。各細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａは、それぞれの厚み方向の一端側の端面２３a1及び２４a1を枠部２１の厚み方向の一端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面２３a2及び２４a2を枠部２１の厚み方向の他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で設けられている。
【０１０８】
格子板Ｂにおいては、枠部２１の縦寸法を３８５ｍｍ、横寸法を１４０ｍｍ、厚みＢを５．８ｍｍ、幅Ａを４．４ｍｍとし、枠部の内側に、太横骨２３ｂ及び細横骨２３ａを備えた横格子骨と、太縦骨２４ｂ及び細縦骨２４ａを備えた縦格子骨とを形成した。太横骨２３ｂの断面形状は、厚みＤが幅Ｅよりも大きい六角形とし、厚みＤを５．８ｍｍ、幅Ｅを４．３ｍｍとした。また太横骨２３ｂの厚み方向の一端側の端面２３b1の幅Ｆ及び他端側の端面２３b2の幅Ｇはそれぞれ１．７ｍｍ及び１．０ｍｍとした。太縦骨２４ｂの断面形状も厚みＫが幅Ｌよりも大きい六角形とし、厚みＫを５．６ｍｍとし、幅Ｌを４．３ｍｍとした。
【０１０９】
また細横骨２４ａ及び細縦骨２４ａの断面形状も、厚みＨ及びＮが幅Ｉ及びＰよりも大きい六角形とし、それぞれの厚みＨ及びＮを３．６ｍｍ、幅Ｉ及びＰを２．８ｍｍとした。格子板Ｂにおいては、細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの厚み方向の一端側の端面２３a1及び２４a1を、枠部２１の厚み方向の一端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に寄った位置で同一の平面上に位置させ、細横骨２３ａ及び細縦骨２４ａの厚み方向の他端側の端面２３a2及び２４a2を、枠部２１の厚み方向の他端側の端面よりも枠部の厚み方向の内側に寄った位置で同一の平面上に位置させた。
【０１１０】
［活物質の充填状態の確認］
格子板Ａ及びＢに対して、ペースト充填機によりペースト状の活物質を充填する活物質充填実験を実施し、その後、熟成・乾燥をして未化成の正極板を作製した。
【０１１１】
活物質充填実験に用いたペースト状の正極用活物質は、一酸化鉛を主成分とする鉛粉の質量に対して、ポリエステル繊維を０．１質量％加えて混合した後、水を１２質量％、希硫酸を１６質量％加えて再び混練をして作製した。この正極用活物質の作製方法は、従来から行われている方法と同様である。
【０１１２】
［充填結果］
格子板Ａ及びＢにペースト状活物質を充填、圧縮した後、活物質充填時に下方に向いていた格子板の裏側への活物質の充填状態を視認した結果、格子板Ａ及びＢの双方とも、すべての格子骨が活物質中に綺麗に埋まっており、格子板の裏側への活物質の充填状態は良好であった。本発明においては、太横骨２３ｂの厚みＤを枠部２１の厚みＢに等しくしているにも拘わらず、格子板の裏面側で太横骨の端面２３b2が露出しない理由は、格子板の表面側に太横骨と太縦骨とにより仕切り枠を形成したことにより、格子板の表面側から裏面側への活物質の流動を円滑にしたことと、太横骨の厚み方向の他端側の端面２３b2の幅Ｇを太横骨の厚み方向の一端側の端面２３b1に比べて小さくしたこととによるものと思われる。
【０１１３】
［活物質充填時の不具合］
格子板Ａにおいては、格子板を、その横方向を搬送方向に向けた状態で搬送ベルトの上に載せて、搬送ベルト上の格子板２０に送りローラを接触させることによりペースト充填機に送り込む際に、格子板の姿勢が正規の姿勢からずれてラインが停止するトラブルが全数の１．２％の割合で生じた。これは、正極板１００個当たり１．２個の不良品が生じることを意味し，生産性を向上させる上で無視できない値である。これに対し、本発明の実施例である格子板Ｂにおいては、同様のトラブルが生じる割合が０．７％まで減少し、ペースト充填機への格子板の送り込みの不具合によるトラブルが既提案の格子板を用いる場合に比べて４８％も減少するという好結果が得られた。
【０１１４】
上記の結果から、本発明によれば、先に提案された格子板を用いた場合と同様に格子板への活物質の充填を良好に行うことができるだけでなく、格子板をペースト充填機に供給する際にトラブルが生じてラインが停止する回数を既提案の格子板を用いる場合よりも大幅に少なくできることが明らかになった。
【０１１５】
本発明で用いる格子板は、太横骨の断面積を既提案の鉛蓄電池で用いる格子板の太横骨の断面積よりも大きくすることができる上に、太縦骨の断面積と、細横骨及び細縦骨の断面積とをそれぞれ既提案の格子板の太縦骨の断面積と細横骨及び細縦骨の断面積と同等にすることができるため、本発明に係わる鉛蓄電池が、既提案の鉛蓄電池と同等以上の寿命特性を有することは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、格子板をペースト充填機に円滑に送り込むことができるようにしたので、格子板をペースト充填機に正しく送り込むことができないことに起因してラインが停止する確率を少なくして、極板の生産性を向上させることができる。また本発明によれば、長期間腐食に耐える構造と活物質の充填を容易にする構造とを格子板に持たせることができるので、極板、特に正極板の寿命を延ばして、長寿命な制御弁式鉛蓄電池を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
２０ 格子板
２１ 枠部
２１ａ 横枠骨
２１ｂ 縦枠骨
２２ 格子
２３ 横格子骨
２３ａ 細横骨
２３a1 細横骨の厚み方向の一端側の端面
２３a2 細横骨の厚み方向の他端側の端面
２３ｂ 太横骨
２３b1 太横骨の厚み方向の一端側の端面
２３b2 太横骨の厚み方向の他端側の端面
２４ 縦格子骨
２４ａ 細縦骨
２４a1 細縦骨の厚み方向の一端側の端面
２４a2 細縦骨の厚み方向の他端側の端面
２４ｂ 太縦骨
２４b1 太縦骨の厚み方向の一端側の端面
２４b2 太縦骨の厚み方向の他端側の端面
２５ 集電用耳部
２６ 格子板保持用耳部
２７ 足部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極用の格子板に正極活物質を充填してなる正極板と、負極用の格子板に負極活物質を充填してなる負極板とを備えた鉛蓄電池であって、
少なくとも前記正極用の格子板は、横方向に伸び縦方向に相対する一対の横枠骨と縦方向に伸び横方向に相対する一対の縦枠骨とを有し、前記横方向及び縦方向の双方に対して直角な厚み方向に一定の厚み寸法を有する枠部と、前記横枠骨及び縦枠骨とそれぞれ平行に伸びるように設けられて前記枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、前記枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とを備え、
前記縦格子骨及び横格子骨はそれぞれ、複数の細縦骨及び細横骨と、前記細縦骨及び細横骨よりも断面積が大きい複数の太縦骨及び太横骨とを有して、各太縦骨の側方に少なくとも一つの細縦骨が並び、各太横骨の側方に複数の細横骨が並ぶように、前記太縦骨及び細縦骨と太横骨及び細横骨とが配列され、
前記複数の太縦骨は、前記枠部の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面を前記枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面を前記枠部の厚み方向の他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細縦骨は、前記太縦骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太縦骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の太横骨は、前記枠部の厚みに等しい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面と同一の平面上に位置させた状態で配置され、
各太横骨は、その厚み方向及び長手方向の双方に対して直角な方向を幅方向としたときに、その厚み方向の他端側の端面の幅寸法が、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法よりも小さく設定され、
前記複数の細横骨は、前記太横骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太横骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細縦骨は、太さが異なる複数種類の細縦骨を有している、
鉛蓄電池。
【請求項２】
正極用の格子板に正極活物質を充填してなる正極板と、負極用の格子板に負極活物質を充填してなる負極板とを備えた鉛蓄電池であって、
少なくとも前記正極用の格子板は、横方向に伸び縦方向に相対する一対の横枠骨と縦方向に伸び横方向に相対する一対の縦枠骨とを有し、前記横方向及び縦方向の双方に対して直角な厚み方向に一定の厚み寸法を有する枠部と、前記横枠骨及び縦枠骨とそれぞれ平行に伸びるように設けられて前記枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、前記枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とを備え、
前記縦格子骨及び横格子骨はそれぞれ、複数の細縦骨及び細横骨と、前記細縦骨及び細横骨よりも断面積が大きい複数の太縦骨及び太横骨とを有して、各太縦骨の側方に少なくとも一つの細縦骨が並び、各太横骨の側方に複数の細横骨が並ぶように、前記太縦骨及び細縦骨と太横骨及び細横骨とが配列され、
前記複数の太縦骨は、前記枠部の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面を前記枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面を前記枠部の厚み方向の他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細縦骨は、前記太縦骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太縦骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の太横骨は、前記枠部の厚みに等しい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面と同一の平面上に位置させた状態で配置され、
各太横骨は、その厚み方向及び長手方向の双方に対して直角な方向を幅方向としたときに、その厚み方向の他端側の端面の幅寸法が、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法よりも小さく設定され、
前記複数の細横骨は、前記太横骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太横骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細横骨は、太さが異なる複数種類の細横骨を有している、
鉛蓄電池。
【請求項３】
前記複数の細縦骨及び細横骨のそれぞれは、鉛蓄電池の所期の寿命期間の間腐食に耐えるように設定された断面積を有している請求項１又は２に記載の鉛蓄電池。
【請求項１】
正極用の格子板に正極活物質を充填してなる正極板と、負極用の格子板に負極活物質を充填してなる負極板とを備えた鉛蓄電池であって、
少なくとも前記正極用の格子板は、横方向に伸び縦方向に相対する一対の横枠骨と縦方向に伸び横方向に相対する一対の縦枠骨とを有し、前記横方向及び縦方向の双方に対して直角な厚み方向に一定の厚み寸法を有する枠部と、前記横枠骨及び縦枠骨とそれぞれ平行に伸びるように設けられて前記枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、前記枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とを備え、
前記縦格子骨及び横格子骨はそれぞれ、複数の細縦骨及び細横骨と、前記細縦骨及び細横骨よりも断面積が大きい複数の太縦骨及び太横骨とを有して、各太縦骨の側方に少なくとも一つの細縦骨が並び、各太横骨の側方に複数の細横骨が並ぶように、前記太縦骨及び細縦骨と太横骨及び細横骨とが配列され、
前記複数の太縦骨は、前記枠部の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面を前記枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面を前記枠部の厚み方向の他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細縦骨は、前記太縦骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太縦骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の太横骨は、前記枠部の厚みに等しい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面と同一の平面上に位置させた状態で配置され、
各太横骨は、その厚み方向及び長手方向の双方に対して直角な方向を幅方向としたときに、その厚み方向の他端側の端面の幅寸法が、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法よりも小さく設定され、
前記複数の細横骨は、前記太横骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太横骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細縦骨は、太さが異なる複数種類の細縦骨を有している、
鉛蓄電池。
【請求項２】
正極用の格子板に正極活物質を充填してなる正極板と、負極用の格子板に負極活物質を充填してなる負極板とを備えた鉛蓄電池であって、
少なくとも前記正極用の格子板は、横方向に伸び縦方向に相対する一対の横枠骨と縦方向に伸び横方向に相対する一対の縦枠骨とを有し、前記横方向及び縦方向の双方に対して直角な厚み方向に一定の厚み寸法を有する枠部と、前記横枠骨及び縦枠骨とそれぞれ平行に伸びるように設けられて前記枠部の内側に格子を形成する複数の横格子骨及び複数の縦格子骨と、前記枠部の一方の横枠骨に一体に形成された集電用耳部とを備え、
前記縦格子骨及び横格子骨はそれぞれ、複数の細縦骨及び細横骨と、前記細縦骨及び細横骨よりも断面積が大きい複数の太縦骨及び太横骨とを有して、各太縦骨の側方に少なくとも一つの細縦骨が並び、各太横骨の側方に複数の細横骨が並ぶように、前記太縦骨及び細縦骨と太横骨及び細横骨とが配列され、
前記複数の太縦骨は、前記枠部の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面を前記枠部の厚み方向の一端側の端面と同一の平面上に位置させ、かつそれぞれの厚み方向の他端側の端面を前記枠部の厚み方向の他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細縦骨は、前記太縦骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太縦骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の太横骨は、前記枠部の厚みに等しい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記枠部の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面と同一の平面上に位置させた状態で配置され、
各太横骨は、その厚み方向及び長手方向の双方に対して直角な方向を幅方向としたときに、その厚み方向の他端側の端面の幅寸法が、その厚み方向の一端側の端面の幅寸法よりも小さく設定され、
前記複数の細横骨は、前記太横骨の厚みよりも小さい厚みを有して、それぞれの厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面をそれぞれ前記太横骨の厚み方向の一端側の端面及び他端側の端面よりも前記枠部の厚み方向の内側に位置させた状態で配置され、
前記複数の細横骨は、太さが異なる複数種類の細横骨を有している、
鉛蓄電池。
【請求項３】
前記複数の細縦骨及び細横骨のそれぞれは、鉛蓄電池の所期の寿命期間の間腐食に耐えるように設定された断面積を有している請求項１又は２に記載の鉛蓄電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−８９５１１（Ｐ２０１２−８９５１１Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７４５０１（Ｐ２０１１−２７４５０１）
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【分割の表示】特願２０１１−５３３４５８（Ｐ２０１１−５３３４５８）の分割
【原出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００１２０３）新神戸電機株式会社 (518)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【分割の表示】特願２０１１−５３３４５８（Ｐ２０１１−５３３４５８）の分割
【原出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００１２０３）新神戸電機株式会社 (518)
【Ｆターム（参考）】
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