CN103493249B - 电池安全阀制造方法、电池安全阀制造装置、电池安全阀和电池外壳盖体制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明要解决的问题在于提供一种能够精度良好地形成在电池外壳内的压力超过规定值的情况下应最先裂开的部分即环状薄壁部，并且能够将形成环状薄壁部之际的加工负荷分散于冲头以及冲模，能够延长模具的寿命的电池安全阀制造方法、电池安全阀制造装置、电池安全阀以及电池外壳盖体制造方法。本发明的电池安全阀制造方法、电池安全阀制造装置、电池安全阀以及电池外壳盖体制造方法通过在不锈钢制的金属板（1）的两面上同时按压以相互对置的方式设置在冲头（21）和冲模（22）上的环状突部（23）而形成环状薄壁部，来解决上述问题。

Description

电池安全阀制造方法、电池安全阀制造装置、电池安全阀和电 池外壳盖体制造方法

技术领域

本发明涉及电池安全阀制造方法、电池安全阀制造装置、电池安全阀以及电池外壳盖体制造方法，尤其涉及下述新颖的改进：采用不锈钢制的金属板，在金属板的两面上同时按压以相互对置的方式设置在冲头以及冲模上的环状突部，从而在金属板上形成构成安全阀的边缘部的环状薄壁部，据此能够精度良好地使环状薄壁部成形，并且能够将形成环状薄壁部之际的加工负荷分散到冲头以及冲模上，能够延长模具的寿命。

背景技术

通常，在电解液容纳于密闭的电池外壳内的电池上，为了防止电池外壳内的压力上升而爆炸，设置安全阀，上述安全阀在电池外壳内的压力超过规定值的情况下开裂而将电池外壳内的压力向外部释放。关于以往使用的这种电池的安全阀制造方法，能够举出例如在下述的专利文献1等中公开的方法。

即，在以往方法中，在形成了环状突部的压印冲头与平面状的冲模之间配置作为电池用外壳的盖体的金属板，一边利用平面状的冲模支承金属板，一边将压印冲头的环状突部向金属板推压，据此在金属板上形成了构成安全阀的边缘部的环状薄壁部。在电池外壳内的压力超过规定值的情况下，与其他部分相比壁厚薄的环状薄壁部裂开，据此安全阀整体开裂。

（现有技术文献）

（专利文献）

专利文献1：日本特开2007-141518号公报

发明内容

（发明所要解决的问题）

如上所述，环状薄壁部是在电池外壳内的压力超过规定值的情况下应最先裂开的部分，其壁厚例如薄达0.010mm左右。即，用于形成这样的环状薄壁部的冲头以及冲模也极其纤细。

在如上所述的以往的电池安全阀制造方法中，一边利用平面状的冲模支承金属板，一边将压印冲头的环状突部向金属板推压，据此在金属板上形成环状薄壁部，因此，实质上仅利用压印冲头的环状突部使金属变形来形成环状薄壁部。

以往，形成安全阀的金属板使用铝等软质金属，但近年来，为了提高电池用外壳的耐蚀性、强度，提出了使用不锈钢的方案。

在金属板为铝的情况下，由于性质柔软，因此能够精度良好地对环状薄壁部进行加工，另外对模具的负荷也小，因此能够没有问题地进行加工，但在不锈钢的情况下，由于强度高且是硬质的材料，因此若要按照以往的方法加工安全阀的环状薄壁部，则存在加工中易产生断裂，另外还无法利用加工硬化来精度良好地加工薄壁部的问题。

另外，在以往的方法中，由于形成环状薄壁部之际的负荷会集中在压印冲头的环状突部，因此也存在模具的寿命缩短的问题。

本发明为了解决上述那样的问题而提出，其目的在于提供一种能够精度良好地形成环状薄壁部，并且能够将形成环状薄壁部之际的加工负荷分散到冲头以及冲模上，能够延长模具的寿命的电池安全阀制造方法、电池安全阀制造装置、电池安全阀以及电池外壳盖体制造方法。

（解决问题的措施）

本发明所涉及的电池安全阀制造方法的特征在于，将构成电池的电池外壳的、不锈钢制的金属板配置在冲头与冲模之间，在金属板的两面上同时按压以相互对置的方式配置在冲头和冲模上的环状突部，据此在金属板上形成构成安全阀的边缘部的环状薄壁部。

本发明所涉及的电池安全阀制造装置具备：多组冲头和冲模；以相互对置的方式设置在冲头和冲模上、且具有按冲头和冲模的组的每个而不同的顶端宽度的多组环状突部；以及配置在各冲头和冲模的环状突部的外周侧的束缚单元，且本发明所涉及的电池安全阀制造装置构成为：一边利用束缚单元在环状突部的外周侧束缚构成电池的电池外壳的不锈钢制的金属板，一边按照顶端宽度从大到小的顺序针对金属板的两面同时按压环状突部，据此在金属板上形成构成安全阀的边缘部的环状薄壁部。

本发明所涉及的电池安全阀具备：环状薄壁部，其由通过在构成电池的电池外壳的不锈钢制的金属板的两面上同时按压相互对置的环状突部的冲压加工而在金属板的两面上形成的一对凹部形成；以及弯曲部，其设置在环状薄壁部的内周侧，并借助冲压加工的作用而沿板厚方向弯曲变形。

本发明所涉及的电池外壳盖体制造方法用于制造电池外壳的盖体，上述电池外壳的盖体具有：由环状薄壁部构成边缘部的安全阀；以及从位于环状薄壁部的外周侧的外周侧板面的外缘立起设置成环状的侧壁部，上述电池外壳盖体制造方法包括：通过在作为盖体的坯料的不锈钢制的金属板上按压环状突部而在金属板上形成环状薄壁部的模压工序；以及在模压工序之后对金属板实施拉延加工而在金属板上形成侧壁部的侧壁形成工序，在模压工序中，通过在金属板的正反两面上同时按压相互对置地配置的环状突部来形成环状薄壁部。

（发明的效果）

根据本发明的电池安全阀制造方法、电池安全阀制造装置、电池安全阀以及电池外壳盖体制造方法，通过在不锈钢制的金属板的两面上同时按压以相互对置的方式设置在冲头以及冲模上的环状突部，在金属板上形成构成安全阀的边缘部的环状薄壁部，从而能够减少由一个环状突部对金属板的加工量，能够减少施加于一个环状突部的加工负荷。即，由于能够抑制加工中的断裂、加工硬化，因此能够精度良好地形成环状薄壁部，并且能够将形成环状薄壁部之际的加工负荷分散于冲头以及冲模，能够延长模具的寿命。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式一的二次电池的安全阀的立体图。

图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。

图3是图2的区域Ⅲ的放大图。

图4是示出用于制造图1的安全阀的安全阀制造装置的结构图。

图5是示出本发明的实施方式二的电池外壳的盖体1的立体图。

图6是沿图5的Ⅵ-Ⅵ线的剖面图。

图7是图6的区域Ⅶ的放大图。

图8是表示图5的盖体1与外壳主体的关系的说明图。

图9是示出用于制造图5的盖体1的盖体制造装置的结构图。

图10是表示本发明的实施方式三的电池外壳盖体制造方法的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

（实施方式一）

图1是示出本发明的实施方式一的二次电池的安全阀2的立体图。在图中，盖体1由不锈钢制的金属板形成，构成二次电池的电池外壳。在上述盖体1上设置有在电池外壳的内部压力超过规定值的情况下开裂而将内部压力释放到外部的二次电池的安全阀2。在上述安全阀2上设置有环状薄壁部3和弯曲部4。

环状薄壁部3是构成安全阀2的边缘部的椭圆形的槽，是与盖体1内的其他的板面相比壁厚薄的部分。上述环状薄壁部3在电池外壳的内部压力超过规定值的情况下最先裂开而使安全阀2整体开裂。另外，关于环状薄壁部3的外形，只要是具有封闭的外缘的结构即可，例如也可以为正圆形、多边形等。弯曲部4是位于环状薄壁部3的内周侧的板面，是沿盖体1的板厚方向1a弯曲变形的部分。

环状薄壁部3的外周侧的盖体1的板面（以下，称为外周侧板面10）平坦地形成。在外周侧板面10的外缘上设置有从外周侧板面10沿着板厚方向1a立起设置的侧壁部11，在侧壁部11的顶端设置有从侧壁部11弯曲成大致直角的凸缘部12。后文中，将立起设置了侧壁部11的方向的盖体1的端面称为正面13，将相反侧的盖体1的端面称为背面14。

接下来，图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图，图3是图2的区域Ⅲ的放大图。如图2所示，环状薄壁部3由形成在盖体1的正面13以及背面14这两面的一对凹部30构成。凹部30通过同时在盖体1的两面上按压以相互对置的方式设置的环状突部23的冲压加工而形成，这在稍后利用附图详细地进行说明（参照图4）。

若更仔细地观察凹部30，则如图3所示，在凹部30上设置有在环状薄壁部3内壁厚最薄的最薄部30a和壁厚从外周侧板面10朝向最薄部30a逐渐变薄的第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d。最薄部30a以及第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d通过使顶端宽度不同的多组环状突部23按照顶端宽度从大至小的顺序在盖体1的两面上同时按压的多道模压（coining）工序（多阶段模压）而形成，这在稍后利用附图进行详细的说明（参照图4的（a）～（d））。由此，通过在凹部30设置壁厚从外周侧板面10朝向最薄部30a逐渐变薄的多个阶梯部30b，能够容易地确定最薄部30a的位置，以便能够提高检查环状薄壁部3的厚度的品质检查的效率。

返回到图2，在弯曲部4设置有第一突出部4a和第二突出部4b。第一突出部4a沿板厚方向1a从环状薄壁部3的外周侧的盖体1的正面13突出。第二突出部4b沿板厚方向1a从环状薄壁部3的外周侧的盖体1的背面14突出。即，弯曲部4形成为不仅朝向盖体1的正面方向或者背面方向一个方向，而是朝向正面方向以及背面方向两个方向弯曲变形的波形截面。弯曲部4通过一边束缚外周侧板面10，一边进行上述的冲压加工而形成，是吸收了由凹部30的形成而产生的余料的部分，这在稍后利用附图进行详细说明。这样，通过在环状薄壁部3的内周部形成弯曲部4，能够避免由凹部30的形成而产生的余料作用于外周侧板面10，并且能够避免上述余料对盖体1的外形造成影响。此外，通过将弯曲部4形成为波形截面，能够将弯曲部4相对于外周侧板面10的突出量抑制得小，同时能够增大弯曲部4的表面积。通过增大弯曲部4的表面积，能够使使用了盖体1的电池外壳的内部压力更大地作用于安全阀2。另外，通过减小弯曲部4相对于外周侧板面10的突出量，能够降低其他部件与弯曲部4接触的可能性，能够降低安全阀2破损的可能性。

接下来，图4是表示用于制造图1的安全阀2的安全阀制造装置的结构图，图4的（a）～（d）示出使用了上述安全阀制造装置的安全阀制造方法的第一模压工序～第四模压工序。如图4所示，安全阀制造装置20具有：在第一模压工序～第四模压工序中分别使用的多组冲头21以及冲模22、设置在各冲头21以及冲模22上的多组环状突部23、以及分别设置在各冲头21以及冲模22的侧部的束缚单元24。

环状突部23是以相互对置的方式设置在各冲头21以及冲模22上的突起体。虽然在图4中仅示出了截面，但环状突部23以沿着环状薄壁部3（参照图1）的形状的方式从各冲头21以及冲模22的中央端面21a、22a沿冲头21以及冲模22的外缘形成为环状。各环状突部23具有按冲头21以及冲模22的组的每个而不同的顶端宽度。在各冲头21以及冲模22的环状突部23的内周侧形成有以环状突部23为侧壁、以中央端面21a、22a为底面的中央凹部25。

束缚单元24具有配置在冲头21的侧部的压料板（blank holder）24a、配置在冲模22的侧部的冲模固定板（die holder）24b、以及与压料板24a连接的施力部件24c。压料板24a以及施力部件24c与冲头21一体地移位。施力部件24c由例如螺旋弹簧等构成，将压料板24a朝向冲模固定板24b施力。即，束缚单元24在冲头21朝向冲模22移位之际，在环状突部23的外周侧束缚（夹持）配置在冲头21与冲模22之间的盖体1。

接下来，对使用了图4的安全阀制造装置的安全阀制造方法进行说明。在将图1～图3所示的安全阀2形成在盖体1上的情况下，按顺序进行图4的（a）～（d）所示的第一模压工序～第四模压工序。

在第一模压工序中，采用设置有具有最大的顶端宽度的环状突部23的冲头21以及冲模22，将设置了侧壁部11以及凸缘部12的状态的盖体1配置在冲头21与冲模22之间，之后使冲头21朝向冲模22移位。由此，在环状突部23的外周侧，盖体1被束缚单元24束缚；而另一方面，环状突部23同时按压盖体1的两面（正面以及背面13、14）。

利用上述第一模压工序，形成图3所示的第一阶梯部30b。此处，因第一阶梯部30b的形成而产生了余料，但由于在环状突部23的外周侧盖体1被束缚单元24束缚，因此余料仅向第一阶梯部30b的内周侧避让。即，因第一阶梯部30b的形成而产生的余料利用第一阶梯部30b的内周侧的板面在壁厚增加同时在冲头21以及冲模22的中央凹部25内弯曲变形而被吸收。由此，能够防止因第一阶梯部30b的形成而产生的余料作用于第一阶梯部30b的外周侧的板面，能够防止盖体1的外形变形。

在第二模压工序中，采用设置有顶端宽度比在第一模压工序中使用的环状突部23的顶端宽度小的环状突部23的冲头21以及冲模22，针对第一阶梯部30b的底部按压环状突部23，据此形成第二阶梯部30c。因上述第二阶梯部30c的形成而产生的余料也通过第二阶梯部30c的内周侧的板面的壁厚增加以及弯曲变形而被吸收。

同样地，在第三模压工序中，采用设置有顶端宽度比在第二模压工序中使用的环状突部23的顶端宽度小的环状突部23的冲头21以及冲模22，针对第二阶梯部30c的底部按压环状突部23，据此形成第三阶梯部30d。另外，在第四模压工序中，采用设置有顶端宽度比在第三模压工序中使用的环状突部23的顶端宽度小的环状突部23的冲头21以及冲模22，针对第三阶梯部30d的底部按压环状突部23，据此形成最薄部30a。因这些第三阶梯部30d以及最薄部30a的形成而产生的余料也通过第三阶梯部30d以及最薄部30a的内周侧的板面的壁厚增加以及弯曲变形而被吸收。

即，经过第一模压工序～第四模压工序，将盖体1配置在冲头21与冲模22之间，在盖体1的两面上同时按压以相互对置的方式设置在冲头21以及冲模22上的环状突部23，据此在盖体1上形成环状薄壁部3。这样，通过构成为通过在盖体1的两面上同时按压以相互对置的方式设置的环状突部23来形成环状薄壁部3，与如以往技术那样向盖体的单面按压环状突部的情况相比，能够减小由一个环状突部23对盖体1的加工量，能够减小施加于一个环状突部23的加工负荷。即，在使用不锈钢制的金属板形成环状薄壁部3之际，由于能够抑制加工中的断裂、加工硬化，因此能够精度良好地形成环状薄壁部3，并且，能够将加工负荷分散到冲头21以及冲模22上，能够延长模具的寿命。另外，由于利用在盖体1的两面上以顶端宽度从大到小的顺序按压多组环状突部23的多道模压来形成环状薄壁部3，因此能够在环状薄壁部3形成最薄部30a以及第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d，能够利用第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d来提高环状薄壁部3的品质检查的效率。

以下，列举实施例。本发明人针对以标称板厚为0.8mm的SUS430的钢板为坯料、利用冲压加工，对设置有侧壁部11以及凸缘部12的状态的盖体1实施图4所示的第一模压工序～第四模压工序，据此在盖体1上形成了安全阀2。另外，环状薄壁部3的形状是长轴为15mm、短轴为10mm的椭圆形，最薄部30a的壁厚为0.015mm。此外，在第一模压工序中，采用设置有顶端宽度为1.5mm的环状突部23的冲头21以及冲模22，在第二模压工序中，采用设置有顶端宽度为1.0mm的环状突部23的冲头21以及冲模22，在第三模压工序中，采用设置有顶端宽度为0.5mm的环状突部23的冲头21以及冲模22，在第四模压工序中，采用设置有顶端为60°的三角截面形状且顶端R为0.2R的环状突部23的冲头21以及冲模22。另外，经过第一模压工序～第四模压工序，冲头21以及冲模22的中央凹部25的深度为标称板厚的量即0.8mm。

在这种条件下，如下述的表1所示的实施例A～实施例K那样变更第一模压工序～第四模压工序中的盖体1的溃缩率（%），调查了盖体1的溃缩率与模具的破损的关系。另外，溃缩率（%）表示在各模压工序中盖体1的板面溃缩了怎样的程度，是利用〔（前道工序的板厚–后道工序的板厚）÷前道工序的板厚〕×100求出的数值。另外，求出第一模压工序的溃缩率时的前道工序的板厚是作为坯料使用的钢板的标称板厚。

[表1]

溃缩率(％)＝(前道工序的板厚-后道工序的板厚)/而道工序的板厚×100

如表1的实施例A、E～H、J、K所示，将溃缩率抑制在70%以下而实施了模压工序，结果能够确认即使在2000次冲击之后，冲头21以及冲模22的环状突部23也未产生裂缝。与此相对，如实施例B～D、I所示，若实施包括盖体1的溃缩率超过70%的模压工序的多阶段模压，则可以判明在实施次数达到2000次冲击之前，在溃缩率超过70%的模压工序的定时，冲头21的环状突部23产生裂缝。因此，优选地，各模压工序中的盖体1的溃缩率在70%以下。另外，对于在上述条件下形成的安全阀2，可以不产生断裂地获得所希望的环状薄壁部3，并且可以在0.6～0.8MPa的压力范围内稳定地工作。

在这样的电池的安全阀制造方法中，将由不锈钢制的金属板形成的盖体1配置在冲头21与冲模22之间，使相互对置地设置在冲头21以及冲模22上的环状突部23同时按压盖体1的两面，据此将构成安全阀2的边缘部的环状薄壁部3形成在盖体1上，从而与以往技术那样针对盖体的单面按压环状突部的情况相比，能够减小由一个环状突部23对盖体1的加工量，能够减小施加于一个环状突部23的加工负荷。由此，由于在形成环状薄壁部3之际，能够抑制加工中的断裂、加工硬化，因此能够精度良好地形成环状薄壁部，并且能够将加工负荷分散于冲头21以及冲模22，能够延长模具的寿命。

另外，在使环状突部23按压盖体1的两面之际，由于在环状突部23的外周侧利用束缚单元24束缚盖体1，因此能够使在形成环状薄壁部3之际产生的余料仅向环状突部23的内周侧避让，能够避免上述余料对盖体1的外形造成影响。

另外，通过采用按冲头21以及冲模22的每组顶端宽度不同的多组环状突部23，按顶端宽度从大到小的顺序对盖体1的两面按压环状突部23的多道模压工序，来形成环状薄壁部3，因此能够进一步减小施加于一个环状突部23的加工负荷，能够进一步延长模具的寿命。此外，能够将壁厚从外周侧板面10朝向最薄部30a逐渐变薄的多个阶梯部30b设置于环状薄壁部3，利用上述阶梯部30b能够容易地确定最薄部30a的位置，能够提高检查环状薄壁部3的厚度的品质检查的效率。

再者，由于使各模压工序中的盖体1的溃缩率在70%以下，因此能够进一步降低在冲头21以及冲模22的环状突部23上产生破损的可能性，能够更可靠地延长模具的寿命。

另外，在这样的电池安全阀制造装置中构成为，一边利用束缚单元24在环状突部23的外周侧束缚构成电池的电池外壳的不锈钢制的盖体1，一边按照顶端宽度从大到小的顺序在盖体1的两面上同时按压环状突部，据此将构成安全阀2的边缘部的环状薄壁部3形成在盖体1上，因此，与上述电池安全阀制造方法同样地，能够避免形成环状薄壁部3之际产生的余料对盖体1的外形产生影响，同时在形成环状薄壁部3之际能够抑制加工中的断裂、加工硬化，因此能够精度良好地形成环状薄壁部3，并且能够将加工负荷分散于冲头21以及冲模22，能够延长模具的寿命。

另外，在这样的电池安全阀2中，环状薄壁部3由利用在构成电池的电池外壳的、不锈钢制的金属板的两面上同时按压相互对置的环状突部的冲压加工而形成在盖体1的两面上的一对凹部构成，弯曲部4设置在环状薄壁部3的内周侧，利用冲压加工的作用沿板厚方向弯曲变形，因此，在形成上述安全阀2之际，能够抑制加工中的断裂、加工硬化，所以能够精度良好地形成环状薄壁部3，并且能够将形成环状薄壁部3之际的加工负荷分散于冲头21以及冲模22，能够延长模具的寿命。

另外，由于在环状薄壁部3上设置有壁厚在环状薄壁部3内最薄的最薄部30a、以及壁厚从外周侧板面10向最薄部30a逐渐变薄的第一阶梯部以及第三阶梯部30b～30d，因此，利用阶梯部30b能够容易地确定最薄部30a的位置，能够提高检查环状薄壁部3的厚度的品质检查的效率。

（实施方式二）

图5是示出本发明的实施方式二的电池外壳盖体1的立体图。在图中，在构成二次电池的电池外壳盖体1上设置有在电池外壳的内部压力超过规定值的情况下开裂而将内部压力释放到外部的二次电池的安全阀2。在上述安全阀2上设置有环状薄壁部3和弯曲部4。

环状薄壁部3是构成安全阀2的边缘部的椭圆形的槽，是壁厚比盖体1内的其他板面薄的部分。上述环状薄壁部3在电池外壳的内部压力超过规定值的情况下最先裂开，而使安全阀2整体开裂。另外，环状薄壁部3的外形只要是具有封闭的外缘的形状即可，例如可以是正圆形、多边形等。弯曲部4是位于环状薄壁部3的内周侧的板面，是沿盖体1的板厚方向1a弯曲变形的部分。

环状薄壁部3的外周侧的板面（以下，称为外周侧板面10）平坦地形成。从外周侧板面10的外缘整体沿板厚方向1a弯曲成大致直角的侧壁部11、以及从侧壁部11的顶端弯曲成大致直角的凸缘部12被立起设置。此后，将立起设置有侧壁部11的方向的盖体1的端面称为正面13，将相反侧的盖体1的端面称为背面14。

接下来，图6是沿图5的Ⅵ-Ⅵ线的剖面图，图7是图6的区域Ⅶ的放大图。如图6所示，环状薄壁部3由形成于盖体1的正面13以及背面14这两面上的一对凹部30构成。凹部30通过在作为盖体1的坯料的、不锈钢制的金属板100的两面上同时按压以相互对置的方式设置的环状突部23的冲压加工而形成（参照图9），这在稍后利用附图详细地进行说明。

若更仔细地观察凹部30，则如图7所示，在凹部30上设置有壁厚在环状薄壁部3内最薄的最薄部30a、以及壁厚从外周侧板面10朝向最薄部30a逐渐变薄的第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d。最薄部30a以及第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d通过顶端宽度不同的多组环状突部23按照顶端宽度从大到小的顺序同时按压盖体1的两面的多阶段模压而形成（参照图9的（a）～（d）），这在稍后利用附图进行详细说明。这样，由于壁厚从外周侧板面10朝向最薄部30a逐渐变薄的多个阶梯部30b被设置在凹部30，因此能够容易地确定最薄部30a的位置，能够提高检查环状薄壁部3的厚度的品质检查的效率。

返回到图6，弯曲部4设置有第一突出部4a和第二突出部4b。第一突出部4a沿板厚方向1a从环状薄壁部3的外周侧的盖体1的正面13突出，第二突出部4b沿板厚方向1a从环状薄壁部3的外周侧的盖体1的背面14突出。即，弯曲部4形成为不仅朝向盖体1的正面方向或者背面方向一个方向弯曲变形，而是朝向正面方向以及背面方向两个方向弯曲变形的波形截面。弯曲部4通过一边束缚外周侧板面10、一边进行所述的冲压加工而形成，是吸收了因凹部30的形成而产生的余料的部分，这在稍后利用附图进行详细说明。这样，通过在环状薄壁部3的内周部形成弯曲部4，能够降低因凹部30的形成而产生的余料作用于外周侧板面10，能够减小上述余料对盖体1的外形造成影响。此外，通过将弯曲部4形成为波形截面，能够将弯曲部4相对于外周侧板面10的突出量抑制得小，同时能够增大弯曲部4的表面积。通过增大弯曲部4的表面积，能够使应用了盖体1的电池外壳的内部压力更大地作用在安全阀2上。此外，能够减小弯曲部4相对于外周侧板面10的突出量，据此能够降低其他部件与弯曲部4接触的可能性，能够降低安全阀2破损的可能性。

接下来，图8是示出图5的盖体1与外壳主体5的关系的说明图。在图8中，概略地示出了外壳主体5连同盖体1构成电池外壳，并且外壳主体5是形成为具有开口部5a的有底筒状的不锈钢制的容器。盖体1以侧壁部11的外表面沿着外壳主体5的内周面5b的方式插入开口部5a。在盖体1插入开口部5a之际凸缘部12的下表面叠置于外壳主体5的上端部5c。盖体1以及外壳主体5通过例如利用激光焊接等将凸缘部12的下表面与外壳主体5的上端部5c焊接而被一体化。

此处，如前所述，通过一边束缚外周侧板面10，一边进行冲压加工，来使因凹部30的形成而产生的余料由弯曲部4吸收，然而，难以使弯曲部4吸收全部的余料。若余料作用于外周侧板面10，则在环状薄壁部3周边的外周侧板面10上会残留弹性形变，盖体1会弯曲。若盖体1的弯曲大，则在图8所示的凸缘部12的下表面与外壳主体5的上端部5c之间产生大的间隙，盖体1向外壳主体5的焊接变得困难。在本实施方式中，利用以下说明的制造方法来制造盖体1，据此能够消除弹性形变，而能够抑制因弹性形变引起的盖体1的弯曲。

接下来，图9是示出用于制造图5的盖体1的盖体制造装置的结构图，图9的（a）～（d）示出使用上述盖体制造装置的盖体制造方法的模压工序，图9的（e）示出盖体制造方法的侧壁形成工序。如图9的（a）～（d）所示，在模压工序中，执行采用多组冲头21以及冲模22、设置在各冲头21以及冲模22上的多组环状突部23、以及分别设置在各冲头21以及冲模22的侧部的束缚单元24的多阶段模压。

环状突部23是以相互对置的方式设置在各冲头21以及冲模22上的突起体。在图9中仅示出了截面，环状突部23以依照环状薄壁部3（参照图5）的形状的方式从各冲头21以及冲模22的中央端面21a、22a沿冲头21以及冲模22的外缘形成为环状。各环状突部23具有按冲头21以及冲模22各组而不同的顶端宽度。在各冲头21以及冲模22的环状突部23的内周侧形成有以环状突部23为侧壁、以中央端面21a、22a为底面的中央凹部25。

束缚单元24具有配置在冲头21的侧部的压料板24a、配置在冲模22的侧部的冲模固定板24b、以及与压料板24a连接的施力部件24c。压料板24a以及施力部件24c与冲头21一体地移位。施力部件24c例如由螺旋弹簧等构成，使压料板24a朝向冲模固定板24b施力。即，束缚单元24在冲头21朝向冲模22移位之际，在环状突部23的外周侧束缚（夹持）配置在冲头21与冲模22之间的盖体1。

如图9的（e）所示，在侧壁形成工序中，采用冲头51、配置在冲头51的外周位置的环状的冲模52、以与冲模52对置的方式配置的环状的压边装置（holder）53、以及设置在冲模52的内周位置的束缚单元54。冲头51、冲模52以及压边装置53对作为盖体1的坯料的金属板100实施拉延加工。在冲头51的上部设置有配置在与盖体1的安全阀2对应的位置上的凹部51a和包围凹部51a的支承部51b。

在束缚单元54上设置有缓冲垫54a和安装在缓冲垫54a上的环状的按压体54b。缓冲垫54a由例如聚氨酯等弹性体构成。按压体54b由金属构成，并以与冲头51的支承部51b对置的方式形成为环状。

接下来，对使用了图9的盖体制造装置的盖体制造方法进行说明。在形成为图5～图8所示的盖体1的情况下，在进行了图9的（a）～（d）所示的模压工序之后，进行图9的（e）所示的侧壁形成工序。

在图9的（a）所示的第一阶段的模压中，采用设置了具有最宽的顶端宽度的环状突部23的冲头21以及冲模22，将作为盖体1的坯料的平板状的金属板100配置在冲头21与冲模22之间之后，使冲头21朝向冲模22移位。由此，在环状突部23的外周侧利用束缚单元24束缚金属板100，并且针对金属板100的两面（正面以及背面13、14）同时按压环状突部23。

利用上述第一模压工序形成图7所示的第一阶梯部30b。此处，虽然因第一阶梯部30b的形成产生了余料，但是在环状突部23的外周侧金属板100被束缚单元24束缚，因此余料的大部分向第一阶梯部30b的内周侧避让。即，因第一阶梯部30b的形成而产生的余料的大部分在使第一阶梯部30b的内周侧的板面的壁厚增加的同时在冲头21以及冲模22的中央凹部25内弯曲变形而被吸收。由此，可以减轻因第一阶梯部30b的形成而产生的余料作用于第一阶梯部30b的外周侧的板面的情况。

在图9的（b）所示的第二阶段的模压中，采用设置有顶端宽度比在第一模压工序中使用的环状突部23的顶端宽度窄的环状突部23的冲头21以及冲模22，针对第一阶梯部30b的底部按压环状突部23，据此形成第二阶梯部30c。因上述第二阶梯部30c的形成而产生的余料的大部分也利用第二阶梯部30c的内周侧的板面的壁厚增加以及弯曲变形而被吸收。

同样地，在图9的（c）所示的第三阶段的模压中，采用设置有顶端宽度比在第二阶段的模压中使用的环状突部23的顶端宽度窄的环状突部23的冲头21以及冲模22，针对第二阶梯部30c的底部按压环状突部23，据此形成第三阶梯部30d。此外，在图9的（d）所示的第四阶段的模压中，采用设置有顶端宽度比在第三阶段的模压工序中使用的环状突部23的顶端宽度窄的环状突部23的冲头21以及冲模22，针对第三阶梯部30d的底部按压环状突部23，据此形成最薄部30a。即，在第四阶段的模压中，环状突部23的壁厚变薄至最终目标壁厚。因上述的第三阶梯部30d以及最薄部30a的形成而产生的余料的大部分也利用第三阶梯部30d以及最薄部30a的内周侧的板面的壁厚增加以及弯曲变形而被吸收。

这样，构成为通过向金属板100的两面同时按压以相互对置的方式设置的环状突部23来形成环状薄壁部3，据此与以往技术那样针对盖体的单面按压环状突部的情况相比，能够减小由一个环状突部23对金属板100的加工量，能够减小施加于一个环状突部23的加工负荷。即，在利用不锈钢制的金属板形成环状薄壁部3之际，能够抑制加工中的裂纹、加工硬化，因此能够精度良好地形成环状薄壁部3，并且能够将加工负荷分散于冲头21以及冲模22，能够延长模具的寿命。

此外，由于利用按照顶端宽度从大到小的顺序在金属板100的两面上按压多组环状突部23的多阶段模压来形成环状薄壁部3，因此能够在环状薄壁部3上形成最薄部30a以及第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d，能够利用第一阶梯部～第三阶梯部30b～30d来提高环状薄壁部3的品质检查的效率。

在图9的（e）所示的侧壁形成工序中，以环状薄壁部3位于凹部51ａ的内部的方式将金属板100载置在冲头51上之后使冲模52下降，据此对金属板100实施拉延加工。即，与冲模52的下降相应地，金属板100弯曲，并且金属板100在冲模52的内周面与冲头51的外周面之间被牵拉延伸，据此形成侧壁部11。此外，在弯曲的金属板100的顶端与压边装置53抵接之后，使冲模52进一步下降，据此使上述金属板100的顶端沿压边装置53弯曲而形成凸缘部12。

在如前所述的模压工序中产生的余料使外周侧板面10发生弹性形变。另一方面，在上述侧壁形成工序中的拉延加工中，可以对外周侧板面10赋予拉伸形变，以便抵消在模压工序中产生的弹性形变。由此，能够消除在模压工序中产生的弹性形变，能够抑制因弹性形变而引起的盖体1的弯曲。

此处，在图9的（e）中示出了拉延加工的终期的状态，在侧壁形成工序中使用的模具构成为在冲模52朝向冲头51下降之际按压体54b比冲模52先接触金属板100。若在按压体54b与金属板100接触之后使冲模52下降，则缓冲垫54a被压缩，并且环状薄壁部3周边的外周侧板面10被按压体54b以及支承部51b束缚。

若前述那样的拉延加工中拉伸应力在环状薄壁部3上作用得大，则存在环状薄壁部3会断裂的担忧。在本实施方式中，在由束缚单元54束缚了环状薄壁部3周边的外周侧板面10的状态下对金属板100实施拉延加工，据此避免了环状薄壁部3的断裂。另外，在图9的（e）中示出了对外周侧板面10整体进行束缚，也可以仅束缚比环状薄壁部3周边更窄的范围。

接下来，列举实施例。本发明者以标称板厚为0.8mm的SUS430的钢板为坯料，实施图9所示的模压工序以及侧壁形成工序，据此形成了盖体1。另外，环状薄壁部3的形状是长轴为15mm、短轴为10mm的椭圆形，最薄部30a的壁厚（最终目标壁厚）为0.015mm。此外，在第一阶段的模压中，采用设置了顶端宽度为1.5mm的环状突部23的冲头21以及冲模22，在第二阶段的模压中，采用设置了顶端宽度为1.0mm的环状突部23的冲头21以及冲模22，在第三阶段的模压中，采用设置了顶端宽度为0.5mm的环状突部23的冲头21以及冲模22，在第四阶段的模压中，采用设置了顶端为60°的三角截面形状且顶端R为0.2R的环状突部23的冲头21以及冲模22。另外，通过第一阶段～第四阶段的模压，冲头21以及冲模22的中央凹部25的深度为标称板厚的量的0.8mm。

在这种条件下，如下述的表2所示的实施例A～K那样变更第一阶段～第四阶段的模压中的盖体1的溃缩率（%），调查了金属板100的溃缩率与模具的破损的关系。另外，溃缩率（%）表示在各模压工序中使盖体1的板面溃缩了怎样的程度，是利用〔（前道工序的板厚–后道工序的板厚）÷前道工序的板厚〕×100求出的数值。另外，求出第一模压工序的溃缩率时的前道工序的板厚是作为坯料使用的钢板的标称板厚。

【表2】

[表2]

溃缩率(％)＝(前道工序的板厚-后道工序的板厚)/前道工序的板厚×100

如表2的实施例A、E～H、J、K所示，将溃缩率抑制在70%以下实施了模压工序，能够确认在2000次冲击之后，在冲头21以及冲模22的环状突部23上也未发生裂缝。与此相对，如实施例B～D、I所示，若实施包含金属板100的溃缩率超过70%的模压的多阶段模压，则可以明确在实施次数达到2000次冲击之前，在溃缩率超过70%的模压工序的定时，冲头21的环状突部23上发生了裂缝。因此，优选地，各阶段的模压工序中的金属板100的溃缩率在70%以下。另外，对于在上述条件下形成的安全阀2，能够不发生裂纹地获得所希望的环状薄壁部3，并能够在0.6～0.8MPa的压力范围内稳定地工作。

此外，在利用凭借以往的拉延加工在形成了侧壁部的盖体1上形成安全阀2的方法制造了盖体1的情况下，存在凸缘部12的扭曲量为0.5mm左右而产生焊接不良的情况，但利用本实施方式的方法制造盖体1，能够将扭曲量抑制在0.3mm以下，能够避免焊接不良的发生。

在这样的电池外壳的盖体制造方法中，在模压工序中，由于通过在金属板100的正反两面上同时按压相互对置地配置的环状突部23来形成环状薄壁部3，因此与以往技术那样针对金属板100的单面按压环状突部的情况相比，能够减小由一个环状突部23对盖体1的加工量，能够减小施加于一个环状突部23的加工负荷。由此，在形成环状薄壁部3之际，能够抑制加工中的裂纹、加工硬化，因此能够精度良好地形成环状薄壁部，并且能够将加工负荷分散于冲头21以及冲模22，能够延长模具的寿命。

此外，在模压工序之后，对金属板100实施拉延加工，而在金属板100上形成侧壁部11，因此能够对因模压工序产生了弹性形变的板面赋予因拉延加工而产生的拉伸形变。由此，能够消除在模压工序中产生的弹性形变，能够抑制因弹性形变而产生的盖体的弯曲。

此外，在侧壁形成工序中，在利用束缚单元54束缚了环状薄壁部3周边的外周侧板面10的状态下进行拉延加工，因此能够避免拉延加工中的拉伸应力在环状薄壁部3上作用得大，能够避免环状薄壁部3的断裂。

另外，在模压工序中，由于进行采用顶端宽度不同的多组环状突部23，按照顶端宽度从大到小的顺序对金属板100按压环状突部23的多阶段模压，因此能够进一步减少施加于一个环状突部23的加工负荷，能够进一步提高模具的寿命。此外，能够在环状薄壁部3上设置壁厚从外周侧板面10朝向最薄部30a逐渐变薄的多个阶梯部30b，能够利用上述阶梯部30b容易地确定最薄部30a的位置，能够提高检查环状薄壁部3的厚度的品质检查的效率。

此外，由于在各阶段的模压中，使金属板的溃缩率在70%以下，因此能够进一步降低冲头21以及冲模22的环状突部23产生破损的可能性，能够更可靠地延长模具的寿命。

（实施方式三）

图10是示出本发明的实施方式三的电池外壳盖体制造方法的说明图。在实施方式二中，在由束缚单元54束缚了环状薄壁部3周边的外周侧板面10的状态下对金属板100实施拉延加工，据此使因拉延加工而产生的针对环状薄壁部3的拉伸应力减小。然而，难以完全地消除拉伸应力对环状薄壁部3的作用，也存在环状薄壁部3的壁厚因拉伸应力而变薄的可能性。若环状薄壁部3的壁厚比规定的壁厚薄，则在电池外壳内的压力达到预想的压力之前，环状薄壁部3会开裂。

因此，在实施方式二中，在侧壁形成工序之前进行的模压工序中使环状薄壁部3的壁厚薄至最终目标壁厚为止（参照图9的（a）～（d）），然而在本实施方式三中，在侧壁形成工序之前进行的模压工序中，使环状薄壁部3的壁厚停滞在比最终目标壁厚厚的状态（参照图10的（a）～（c）），在侧壁形成工序（参照图10的（d））之后，通过将调整用环状突部26按压于环状薄壁部3，来使环状薄壁部3的壁厚减薄至最终目标壁厚（参照图10的（e））。调整用环状突部26采用与图9的（d）所示的第四阶段的模压所使用的环状突部等同的结构。其中，上述环状突部的压入量为考虑在侧壁形成工序中的壁厚减薄量后的量。其他的结构与实施方式二相同。

在这样的电池外壳的盖体制造方法中，在侧壁形成工序之后，通过在环状薄壁部3上按压调整用环状突部26，来使环状薄壁部3的壁厚减薄至最终目标壁厚，由此能够考虑到在侧壁形成工序中的壁厚减少量来形成环状薄壁部3，能够提高环状薄壁部3的壁厚的精度。由此，也能够提高安全阀2的工作压力的精度，能够提高安全阀2的工作的可靠性。

另外，在实施方式二、三中，说明了通过对金属板100实施拉延加工来形成适度的大小的凸缘部12，但也可以通过在对更大的金属板实施了拉延加工后，切掉多余的区域来调节凸缘部的大小。即，在侧壁形成工序中还可以进一步包含金属板的切边加工。

此外，在实施方式二、三中，说明了在金属板100的正反两面上同时按压相互对置地配置的环状突部23来形成环状薄壁部，但不限于此，也可以仅向金属板的正反的任一面按压环状突部来形成环状薄壁部。

附图标记的说明：

1盖体（金属板）；2安全阀；3环状薄壁部；4弯曲部；10外周侧板面；11a侧壁部；20安全阀制造装置；21冲头；22冲模；23环状突部；24束缚单元；26调整用环状突部；30凹部；30a最薄部；30b～30d第一阶梯部～第三阶梯部；100金属板。

Claims (6)

1.一种电池安全阀制造方法，其中，将构成电池的电池外壳的、不锈钢制的金属板(1)配置在冲头(21)与冲模(22)之间，在所述金属板(1)的两面上同时按压以相互对置的方式设置在所述冲头(21)和所述冲模(22)上并具有相同的顶端形状的环状突部(23)，据此在所述金属板(1)上形成构成安全阀(2)的边缘部的环状薄壁部(3)其中，在将所述环状突部(23)按压在所述金属板(1)的两面上之际，在所述环状突部(23)的外周侧利用束缚单元(24)来束缚所述金属板(1)，使按压所产生的余料仅向所述环状突部(23)的内周侧避让。

2.根据权利要求1所述的电池安全阀制造方法，其中，所述环状薄壁部(3)的形成利用以下的多道模压工序来执行：采用顶端宽度按所述冲头(21)和所述冲模(22)的组的每个而不同的多组环状突部(23)，按照所述顶端宽度从大到小的顺序在所述金属板(1)的两面上同时按压所述环状突部(23)。

3.根据权利要求2所述的电池安全阀制造方法，其中，各模压工序中的所述金属板(1)的溃缩率在70％以下。

4.一种电池安全阀制造装置，具备：

多组冲头(21)和冲模(22)；

以相互对置的方向设置在所述冲头(21)以及所述冲模(22)上、且具有按所述冲头(21)和所述冲模(22)的组的每个而不同的顶端宽度的多组环状突部(23)；以及

配置在各冲头(21)以及冲模(22)的所述环状突部(23)的外周侧的束缚单元(24)，

所述电池安全阀制造装置构成为：一边利用所述束缚单元(24)在所述环状突部(23)的外周侧束缚构成电池的电池外壳的、不锈钢制的金属板(1)，一边按照所述顶端宽度从大到小的顺序针对所述金属板(1)的两面同时按压具有相同的顶端形状的所述环状突部(23)，据此在所述金属板(1)上形成构成所述安全阀(2)的边缘部的环状薄壁部(3)。

5.一种电池安全阀，具备：环状薄壁部(3)，其由利用在构成电池的电池外壳的、不锈钢制的金属板(1)的两面上同时按压相互对置并具有相同的顶端形状的环状突部(23)的冲压加工而在所述金属板(1)的两面上形成的一对凹部(30)形成；以及

弯曲部(4)，其仅设置在所述环状薄壁部(3)的内周侧，并借助所述冲压加工的作用而沿板厚方向(1a)弯曲变形。

6.根据权利要求5所述的电池安全阀，其中，在所述环状薄壁部(3)上设置有在所述环状薄壁部(3)内壁厚最薄的最薄部(30a)和壁厚从所述环状薄壁部(3)的外周侧的板面(10)向所述最薄部(30a)逐渐变薄的多个阶梯部(30b～30d)。