DE112021001687T5

DE112021001687T5 - Batteriedeckel

Info

Publication number: DE112021001687T5
Application number: DE112021001687.3T
Authority: DE
Inventors: Akira Fujii; Toshihiro Odagaki; Katsuhisa KAWAI
Original assignee: FUJI SPRINGS CO Inc
Current assignee: FUJI SPRINGS CO Inc
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2023-01-05
Also published as: JP6935955B1; CN113497306A; US20230048535A1; WO2021187089A1; JP2022007852A; CN214378736U

Abstract

Es wird ein Batteriedeckel bereitgestellt, der aus einer Metallplatte gebildet ist, die einstückig mit einem Ventil (1) und einem das Ventil (1) umgebenden Plattenabschnitt (2) ausgebildet ist, und der die Handhabung zum Aufbrechen des Ventils (1) bei einem vorbestimmten Druck erleichtert. Das Ventil (1) besteht aus einem druckaufnehmenden Plattenabschnitt (5), der eine Biegerille (4) aufweist und durch angelegten Druck aus der Biegerille (4) biegbar ist, und einem dünnen Plattenabschnitt (6), der dünner als die Dicke des umgebenden Plattenabschnitts (2) ist und den druckaufnehmenden Plattenabschnitt (5) und den umgebenden Plattenabschnitt (2) miteinander verbindet. Der dünne Plattenabschnitt (6) hat eine Bruchrille (7), die so eingraviert ist, dass sie durch Verlängerungsabschnitte auf jeweiligen Linien verläuft, die sich von der Biegerille (4) aus erstrecken. Wenn der druckaufnehmende Plattenabschnitt (5) aus der Biegerille (4) gebogen und durch den auf das Ventil ausgeübten Druck verformt wird, werden die Verlängerungsabschnitte stärker gezogen als die anderen Abschnitte im Ventil, so dass, wenn ein vorbestimmter Druck auf das Ventil ausgeübt wird, das Ventil von den Verlängerungsabschnitten der Bruchrille gebrochen wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriedeckel, der aus einer Metallplatte besteht und zum Verschließen der Öffnung eines Batteriegehäuses verwendet wird.
Stand der Technik
Für Lithium-Ionen-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien usw. wird als Batteriegehäuse zur Aufnahme des stromerzeugenden Elements einer solchen Batterie üblicherweise ein verschlossenes Batteriegehäuse verwendet, das einen Batteriedeckel umfasst, der an der Rohröffnung eines rohrförmigen Gehäusekörpers mit einem Boden befestigt ist.
Als ein solcher Batteriedeckel wird häufig ein Batteriedeckel verwendet, der eine Metallplatte umfasst, die einstückig mit einem Ventil ausgebildet ist, das bricht, wenn ein vorbestimmter Druck darauf ausgeübt wird, sowie einen umgebenden Plattenabschnitt, der das Ventil umgibt und mit dem Ventil verbunden ist. Diese Art von Batteriedeckel wird im Allgemeinen durch Pressen unter Verwendung von Folgeverbundwerkzeugen in Massenproduktion hergestellt. Das Ventil fungiert als Sicherheitsventil zur Vermeidung einer Explosion des Batteriegehäuses aufgrund eines anormalen Anstiegs des Batterieinnendrucks.
Während des Pressens des Ventils wird üblicherweise eine Dübelverarbeitung verwendet, um einen dübelbildenden Abschnitt, der zu einer Seite hin vorsteht, und einen dünnen Plattenabschnitt mit einer Dicke, die kleiner als die maximale Dicke des dübelbildenden Abschnitts und kleiner als die Dicke des umgebenden Plattenabschnitts ist, auszubilden, wobei der dünne Plattenabschnitt den dübelbildenden Abschnitt und den umgebenden Plattenabschnitt miteinander verbindet (siehe z. B. das unten angegebene Patentdokument 1). Da der dübelbildende Abschnitt so geformt ist, dass er in Richtung einer Seite der Metallplatte vorsteht, ist es möglich, die Menge eines überschüssigen Abschnitts der Metallplatte zu reduzieren, der bei der Bildung des Ventils in Vorschubrichtung oder Breitenrichtung herausgedrückt wird, indem die Dübelverarbeitung zur Bildung des Ventils verwendet wird. Außerdem ist es möglich, eine dickere Metallplatte oder eine Metallplatte mit höherer Materialstärke zu verwenden, ohne dass die Stärke der Matrize oder die Pressleistung (Druckausübung) erhöht wird.
Patentdokument 1 offenbart einen Batteriedeckel mit einem kreisförmigen, dübelbildenden Abschnitt, dessen gesamte Plattenfläche auf einer Seite in einer bestimmten Höhe angeordnet ist, und einem dünnen Plattenabschnitt, der um den dübelbildenden Abschnitt herum angeordnet und mit dem gesamten Umfang des dübelbildenden Abschnitts verbunden ist. Die Plattenoberflächen des dünnen Plattenabschnitts auf der einen Seite und der anderen Seite haben jeweils einen konkaven kreisbogenförmigen Querschnitt. In den dünnen Plattenabschnitt ist eine Bruchrille eingraviert, die einen Boden mit einer bestimmten Tiefe aufweist und sich in Umfangsrichtung erstreckt. Die Dicke der Bruchrille an ihrem Grund ist die kleinste im Ventil. Da der das Ventil umgebende Plattenabschnitt dicker und steifer ist als der dünne Plattenabschnitt, wird der dünne Plattenabschnitt, der eine kreisförmige Ringform hat, bei steigendem Druck auf das Ventil (Innendruck der Batterie) über den gesamten Umfang zur Außenseite gezogen, und das Ventil wölbt sich. Wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht, erliegt der Boden der Bruchrille der oben genannten Zugspannung an ihrem zufälligen Abschnitt, und der Bruch der Bruchrille schreitet von diesem Abschnitt aus schnell voran, wodurch das Ventil schnell bricht und sich öffnet. Daher kann der Innendruck der Batterie, der abnormal angestiegen ist, schnell nach außen abgegeben werden.
Dokument(e) aus dem Stand der Technik
Patentdokument(e)
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer. 2001-102023
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Die Erhöhung der Batteriekapazität wird weiterhin angestrebt. Aufgrund der Erhöhung der Batteriekapazität ist es wichtig, den Explosionsschutz gegen einen starken Anstieg des Innendrucks der Batterie zu verbessern, der durch eine Anomalie in der Batterie verursacht wird. Zu diesem Zweck ist es in der Regel erforderlich, die Größe des Batteriegehäuses für eine solche Batterie zu erhöhen und die Öffnungsfläche des oben genannten Ventils zu vergrößern.
Wenn jedoch im Batteriedeckel des Patentdokuments 1 die gesamte Länge des dünnen Plattenabschnitts, der die Bruchrille aufweist, vergrößert wird, so dass sich das Ventil mit Leichtigkeit weit öffnet, dürften die Kosten für die Beherrschung des Drucks, durch den das Ventil gebrochen wird (Bruchdruck), auf ein bestimmtes Niveau steigen.
Insbesondere ist es beim Pressen unvermeidlich, dass sich aufgrund des plastischen Fließens eines überschüssigen Abschnitts der Metallplatte beim Gravieren der Bruchrille in den dünnen Plattenabschnitt die Dicke oder die Form des dünnen Plattenabschnitts in der Nähe der Bruchrille unregelmäßig ändert. Selbst wenn die sich in Umfangsrichtung erstreckende Bruchrille in den kreisringförmigen dünnen Plattenabschnitt eingraviert wird, ist daher die auf die Bruchrille ausgeübte Zugspannung oder der Verformungsbetrag des dünnen Plattenabschnitts, durch den dieser verformt wird, nicht gleichmäßig und variiert zwangsläufig etwas über den gesamten Umfang. Angesichts dieser Unregelmäßigkeit erfolgt das Qualitätsmanagement zur Gewährleistung des Bruchdrucks durch Messung der Dicken der Bruchrille an vielen in Umfangsrichtung verschobenen Abschnitten ihres Bodens, der am schwächsten gegenüber der Zugspannung ist.
In dem Fall, in dem die geöffnete Fläche des Ventils vergrößert wird, was einem großformatigen Batteriegehäuse entspricht, wie in Patentdokument 1, neigt die oben beschriebene unregelmäßige Änderung zu einer Zunahme, was den Bruchdruck destabilisiert, wenn die Produktion ohne wesentliche Änderung der Formgenauigkeit durchgeführt wird. Daher ist eine höhere Genauigkeit der Matrize erforderlich, was die Herstellung von Matrizen erschwert und die Produktionskosten erheblich beeinträchtigt. Da die gesamte Länge der Bruchrille lang/groß ist, vergrößert sich auch der Bereich, dessen Dicke kontrolliert werden muss, und die Anzahl der Abschnitte, die für das Qualitätsmanagement gemessen werden müssen, um den Bruchdruck zu gewährleisten, steigt, was sich wiederum auf die Qualitätsmanagementkosten auswirkt.
Vor diesem Hintergrund ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Batteriedeckel bereitzustellen, der die Handhabung zum Aufbrechen des Ventils des Batteriedeckels durch einen vorbestimmten Druck erleichtert.
Mittel zur Lösung der Probleme
Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung einen Batteriedeckel bereit, der eine Metallplatte umfasst, die einstückig ausgebildet ist mit: einem Ventil, das konfiguriert ist aufzubrechen, wenn ein vorbestimmter Druck auf das Ventil ausgeübt wird; und einem umgebenden Plattenabschnitt, der das Ventil umgibt und mit dem Ventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil Folgendes umfasst: einen druckaufnehmenden Plattenabschnitt, der konfiguriert ist durch Druck aus einer Biegerille gebogen zu werden; und einen dünnen Plattenabschnitt mit einer geringeren Dicke als die Dicke des umgebenden Plattenabschnitts, der den druckaufnehmenden Plattenabschnitt und den umgebenden Plattenabschnitt miteinander verbindet, wobei der dünne Plattenabschnitt eine Bruchrille aufweist, die so eingraviert ist, dass diese eine Tiefe in einer Dickenrichtung aufweist und durch Verlängerungsabschnitte auf jeweiligen imaginären Linien verläuft, die sich von der Biegerille erstrecken, und wobei
das Ventil so konfiguriert ist, dass, wenn der druckaufnehmende Plattenabschnitt von der Biegerille gebogen und durch den auf das Ventil ausgeübten Druck verformt wird, die Verlängerungsabschnitte stärker gezogen werden als andere Abschnitte des Ventils als die Verlängerungsabschnitte in dem Ventil, so dass, wenn der vorbestimmte Druck auf das Ventil ausgeübt wird, das Ventil von einem der Verlängerungsabschnitte der Bruchrille gebrochen wird.
Effekte der Erfindung
Da der Batteriedeckel der vorliegenden Erfindung die oben beschriebene Struktur aufweist, können die Abschnitte, deren Dicken an der Bruchrille des dünnen Plattenabschnitts des Ventils gemessen werden müssen, auf die Abschnitte auf den Linien beschränkt werden, die sich von der Biegerilleiste des druckaufnehmenden Plattenabschnitts erstrecken, und die Dickenhandhabung an den anderen Abschnitten kann erleichtert werden. Dies erleichtert die Handhabung zum Brechen des Ventils durch einen vorbestimmten Druck.
Figurenliste

1 ist eine Vorderansicht eines Batteriedeckels gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Teilfrontansicht des Ventils in 1.
3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in 2.
4 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in 2.
5 ist eine Schnittansicht, die einen Gravurschritt zur Bildung der Biegerille in 2 zeigt.
6 ist eine Schnittansicht, die den Schritt der Bildung des druckaufnehmenden Plattenabschnitts und des dünnen Plattenabschnitts in 2 zeigt.
7 ist eine Schnittansicht, die einen Gravurschritt zur Bildung der Bruchrille in 2 zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem der druckaufnehmende Plattenabschnitt in 1 gebogen wird.
9 ist eine Teilfrontansicht des Ventils im Zustand aus 8.
10 ist eine perspektivische Teilansicht, die den Zustand zeigt, in dem das Ventil aus 8 gebrochen ist.
11 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation der Bruchrille zeigt.
12 ist eine Teilfrontansicht eines Batteriedeckels gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Schnittdarstellung des Ventils aus 12.
14 ist eine Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem der druckaufnehmende Plattenabschnitt aus 13 gebogen wird.
15 ist eine Teilfrontansicht eines Batteriedeckels gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine Schnittdarstellung des Ventils aus 15.
17 ist eine Teilfrontansicht eines Batteriedeckels gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist eine Schnittdarstellung des Ventils aus 17.
19 ist eine Teilfrontansicht eines Batteriedeckels gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 ist eine Schnittdarstellung des Ventils aus 19.

Beste Art zur Durchführung der Erfindung
Die erste Ausführungsform als ein Beispiel für den Batteriedeckel gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Der Batteriedeckel von 1 besteht aus einer Metallplatte, die einstückig mit (i) einem Ventil 1, das konfiguriert ist aufzubrechen, wenn ein vorbestimmter Druck darauf ausgeübt wird, und (ii) einem umgebenden Plattenabschnitt 2, der das Ventil 1 umgibt und mit dem Ventil 1 verbunden ist, ausgebildet ist. Dieser Batteriedeckel wird beispielhaft für eine quadratische/rechteckige Batterie verwendet. Der Umfangsrand 3 des Batteriedeckels ist mit der Rohröffnung (nicht dargestellt) eines rohrförmigen Gehäusekörpers mit einem Boden verbunden.
Bei der Metallplatte handelt es sich im Allgemeinen um ein Material, das aus einer Abwickelhaspel herausgezogen und mit Hilfe von Folgeverbundwerkzeugen gepresst werden kann; repräsentative Beispiele hierfür sind z. B. Platten aus einer Aluminiumlegierung.
Wie in den 2 bis 4 dargestellt, besteht das Ventil 1 aus einem druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5, der eine Biegerille 4 aufweist und konfiguriert ist durch ausgeübten Druck aus der Biegerille 4 gebogen werden zu können, und einem dünnen Plattenabschnitt 6, der eine geringere Dicke als die Dicke t1 des umgebenden Plattenabschnitts 2 aufweist und den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5 und den umgebenden Plattenabschnitt 2 miteinander verbindet.
Die Dicke t1 des umgebenden Plattenabschnitts 2 ist die Dicke des an das Ventil 1 angrenzenden Abschnitts des Plattenabschnitts 2 und entspricht im Wesentlichen der Dicke der Metallplatte, aus der der Batteriedeckel geformt ist. Die Dicke der Metallplatte beträgt vorzugsweise nicht weniger als 2,0 mm und nicht mehr als 5,0 mm, und noch bevorzugter mehr als 3,0 mm und nicht mehr als 5,0 mm. Wenn die Dicke der Metallplatte auf nicht weniger als 2,0 mm eingestellt wird, kann der Batteriedeckel eine Festigkeit aufweisen, die für ein Batteriegehäuse mit großen Abmessungen geeignet ist. Bei einer Dicke von mehr als 3,0 mm ermöglicht ein solcher Batteriedeckel eine Vergrößerung des Batteriegehäuses auf ein bisher nur schwer zu erreichendes Niveau. Bei einer Dicke von nicht mehr als 5,0 mm kann der Batteriedeckel durch Pressen mit Folgeverbundwerkzeugen hergestellt werden.
Der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5 steht im Verhältnis zum dünnen Plattenabschnitt 6 zu einer Seite hin hoch vor und hat auch im Verhältnis zum umgebenden Plattenabschnitt 2 zu der einen Seite hin eine vorspringende Höhe. Die „eine Seite“ bezieht sich auf eine Seite des Batteriedeckels in Dickenrichtung, und die andere Seite des Batteriedeckels in Dickenrichtung wird als „die andere Seite“ bezeichnet. In den 3 und 4 entspricht die Dickenrichtung der vertikalen Richtung, die eine Seite entspricht der Oberseite und die andere Seite entspricht der Unterseite.
Die Biegerille 4 erstreckt sich gerade und hat eine Tiefe in der Dickenrichtung von der Plattenoberfläche des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, der sich auf der höchsten Ebene auf der einen Seite befindet. Die Biegerille 4 hat eine V-förmige Querschnittsform mit einem flachen, oberflächenförmigen Boden, der sich senkrecht zur Dickenrichtung erstreckt. Während sich die Biegerille 4 beispielhaft gerade über den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5 erstreckt, können beide Endabschnitte oder ein Endabschnitt der Biegerille durch den Außenumfang des druckaufnehmenden Plattenabschnitts geschlossen sein. Die Oberflächenform, die sich senkrecht zur Dickenrichtung erstreckt, wird im Folgenden einfach als „flache Oberflächenform“ oder „oberflächlich flach geformt“ bezeichnet.
Der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5 hat nur eine Biegerille 4. Der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5 und der dünne Plattenabschnitt 6 sind beide symmetrisch in Bezug auf die Symmetrieebene, die durch die Breitenmitte der Biegerille 4 verläuft und sich in der Dickenrichtung erstreckt. Die Symmetrieebene entspricht der imaginären Ebene, die den Oberflächenschnitt entlang der Linie III-III von 2 einschließt. Während in den 2 bis 4 der vorstehende Abschnitt des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 mit Ausnahme der Biegerille 4 als kegelstumpfförmig dargestellt ist, kann der vorstehende Abschnitt auch eine andere Form haben, wie z.B. eine säulenartige Form, eine langelliptische Form oder eine rhombische Form.
Die Plattenoberfläche des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 auf der anderen Seite und die Plattenoberfläche des dünnen Plattenabschnitts 6 auf der anderen Seite bilden eine vertiefte Bodenfläche mit einer Tiefe in Richtung der einen Seite von der Plattenoberfläche des umgebenden Plattenabschnitts 2 auf der anderen Seite und mit der flachen Oberflächenform.
Der dünne Plattenabschnitt 6 ist ein kreisförmiger ringförmiger Abschnitt, der sich entlang des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 erstreckt. Der dünne Plattenabschnitt 6 hat eine Bruchrille 7, die so eingraviert ist, dass sie eine Tiefe in Dickenrichtung hat und durch Abschnitte auf den Linien verläuft, die sich von der Biegerille 4 aus erstrecken. „Die Abschnitte auf den Linien, die sich von der Biegerille 4 aus erstrecken“, beziehen sich bei Betrachtung der imaginären Verlängerungslinien, die sich von den jeweiligen Enden der Biegerille 4 in der Richtung erstrecken, in der sich die Biegerille 4 erstreckt, auf die Bereiche, die in der Dickenrichtung den obigen imaginären Verlängerungslinien gegenüberliegen bzw. diese schneiden. Genauer gesagt, wenn es einen Höhenunterschied zwischen dem Boden der Biegerille 4 und dem dünnen Plattenabschnitt 6 wie im gezeigten Beispiel gibt, entsprechen sie den Bereichen, die in der Dickenrichtung den obigen imaginären Verlängerungslinien gegenüberliegen; und wenn es keinen Höhenunterschied dazwischen gibt, entsprechen sie den Bereichen, die sich mit den obigen imaginären Verlängerungslinien schneiden.
Die gezeigte Bruchrille 7 ist als Umfangsrille auf der einen Seite des dünnen Plattenabschnitts 6 eingraviert. Die Umfangsrille hat die gleiche Mittelachse wie der Umfang/Außenumfang des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5. Die Bruchrille 7 hat eine V-förmige Querschnittsform mit einem flachen, oberflächenförmigen Boden.
Die Plattenoberfläche des dünnen Plattenabschnitts 6, der sich zwischen der Bruchrille 7 und dem druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5 befindet und damit verbunden ist, hat eine flache Oberflächenform. Die Plattenoberfläche des dünnen Plattenabschnitts 6, der sich zwischen der Bruchrille 7 und dem umgebenden Plattenabschnitt 2 befindet und damit verbunden ist, ist ebenfalls oberflächlich flach geformt und liegt auf der gleichen Ebene wie die Plattenoberfläche des umgebenden Plattenabschnitts 2 auf der einen Seite.
Die Mindestdicke t2 des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 ist die Dicke desselben am Boden der Biegerille 4 und ist größer als die maximale Dicke t3 des dünnen Plattenabschnitts 6 und kleiner als die Dicke t1 des umgebenden Plattenabschnitts 2. Die minimale Dicke t4 des dünnen Plattenabschnitts 6 ist die Dicke desselben am Boden der Bruchrille 7 und ist ausreichend kleiner als jede der Dicken t1 bis t3. Um sicherzustellen, dass der Ausgangspunkt des Bruchs des Ventils 1 auf der Bruchrille 7 liegt, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die Dicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 am Boden der Biegerille 4 zu steuern, muss die Mindestdicke t2 des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 größer sein als die Dicke t4 des dünnen Plattenabschnitts 6 am Boden der Bruchrille 7. Die Mindestdicke t2 des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 kann auf einen Wert geändert werden, der gleich oder kleiner als die maximale Dicke t3 des dünnen Plattenabschnitts 6 ist, vorausgesetzt, dass das Ventil erst dann bricht, wenn der druckaufnehmende Plattenabschnitts 5 einen Druck aufnimmt, der einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Die 5 bis 7 zeigen beispielhaft ein Verfahren zum Formen des oben beschriebenen Ventils 1 durch Pressen unter Verwendung von Folgeverbundwerkzeugen. Zunächst wird, wie in 5 dargestellt, ein Abschnitt W einer zu bearbeitenden streifenförmigen Metallplatte in den Raum zwischen einem oberen Gesenk M 1 und einem unteren Gesenk M2 eingeführt, und die Biegerille 4 wird durch ein Graviergesenk des oberen Gesenks in diese eingraviert. Der Abschnitt W wird dann in den Raum zwischen einer oberen Matrize M4 und einer unteren Matrize M5 (dargestellt in 6) eingeführt, und die obere Matrize M4 und ein unterer Stempel M6 formen auf dem Abschnitt W den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5 und auch die Plattenoberflächen des dünnen Plattenabschnitts 6 auf beiden Seiten davon. Der Abschnitt W wird dann in den Raum zwischen einer oberen Matrize M7 und einer unteren Matrize M8 (dargestellt in 7) eingeführt, und die Bruchrille 7 wird darauf durch einen Gravurmatrizenteil M9 der oberen Matrize M7 eingraviert. In einem weiteren Schritt wird der Abschnitt W so beschnitten, dass er den Umfangsrand 3 des in 1 gezeigten Batteriedeckels bildet. Das Verfahren zur Herstellung des Ventils 1 ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Beispielsweise können die Biegerille 4 und die Bruchrille 7 gleichzeitig hergestellt werden.
Für die Dicken t1 bis t4 in den 3 und 4 sind die Differenz zwischen den Dicken t1 und t3 (t1-t3), die Differenz zwischen den Dicken t2 und t3 (t2-t3) und die Differenz zwischen den Dicken t3 und t4 (t3-t4) jeweils auf einen positiven Wert eingestellt, der groß genug ist, um die Notwendigkeit einer strengen Kontrolle der Dicken des Batteriedeckels an seinen anderen Abschnitten als dem Boden der Bruchrille 7 unter Berücksichtigung einer unregelmäßigen Verformung der Bruchrille 7 beim Gravieren zu beseitigen.
Wird beispielsweise die Dicke t1 des umgebenden Plattenabschnitts 2 auf 2 mm oder mehr festgelegt, kann der Deckel so geformt werden, dass der druckaufnehmende Plattenabschnitts 5 50 % oder mehr der Fläche des Ventils 1 ausmacht, auf die Druck ausgeübt wird, und eine Dicke von 50 % oder mehr der Dicke der oben genannten Metallplatte hat. Der maximale Durchmesser D1 des Ventils 1 kann z.B. auf 22 mm oder mehr festgelegt werden. Der maximale Durchmesser D2 des vorstehenden Abschnitts des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 kann z.B. auf 18 mm oder mehr festgelegt werden und ist kleiner als der Durchmesser D1. Die maximale Dicke t3 des dünnen Plattenabschnitts 6 kann auf 0,3 mm oder weniger festgelegt werden. Die Mindestdicke t4 des dünnen Plattenabschnitts 6 kann auf 0,06 mm oder weniger eingestellt werden. Die Mindestdicke t2 des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 kann auf nicht weniger als 0,3 mm und nicht mehr als 1 mm eingestellt werden.
Wenn der Innendruck in der Batterie (nicht dargestellt) einschließlich des Batteriedeckels von 1 ansteigt, wird der Druck (Innendruck der Batterie) P auf das Ventil 1 von der anderen Seite in Richtung der einen Seite ausgeübt, wodurch der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5 und der dünne Plattenabschnitt 6 relativ zum umgebenden Plattenabschnitt 2 in Richtung der einen Seite gedrückt werden. Durch den Druck P, wie in den 8 und 9 dargestellt, wird der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5 aus der Biegerille 4 gebogen und verformt. Da der Abschnitt des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, in dem die Biegerille 4 ausgebildet ist, aufgrund dieser Biegung und Verformung stärker verformt wird als alle anderen Abschnitte des Ventils 1, werden die Abschnitte des Ventils 1 auf den von der Biegerille 4 ausgehenden Linien stärker gezogen als die anderen Abschnitte des Ventils 1. Genauer gesagt werden die Abschnitte des dünnen Plattenabschnitts 6 auf den von der Biegerille 4 ausgehenden Linien (Abschnitte, die sich mit den imaginären, in vertikaler Richtung verlaufenden Verlängerungslinien von 9 innerhalb der Breite der Biegerille 4 schneiden) am stärksten in Richtung der Biegerille 4 im Ventil 1 gezogen. Diese maximale Zugspannung ändert sich mit der Höhe des auf das Ventil 1 wirkenden Drucks P. Wenn der auf das Ventil 1 ausgeübte Druck P einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Boden der Bruchrille 7 an einem der Abschnitte auf den von der Biegerille 4 ausgehenden Linien gebrochen, indem er der Zugspannung nachgibt, und das Ventil 1 beginnt von diesem Abschnitt aus zu brechen. Da das Ventil 1 entlang des Bodens der Bruchrille 7 schnell gebrochen wird, vergrößert sich der offene Bereich des Ventils 1, wie in 10 dargestellt.
Selbst wenn in einem Bereich des dünnen Plattenabschnitts 6, der von den Abschnitten auf den Linien, die sich von der Biegerille 4 aus erstrecken, versetzt ist, die gemessene Bereiche sind, in denen die Mindestdicke t4 des dünnen Plattenabschnitts 6 (seine Dicke am Boden der Bruchrille 7) gemessen wird, weist der dünne Plattenabschnitt 6 eine geringere Dicke als die Mindestdicke innerhalb der oben gemessenen Bereiche auf, da die Zugspannung aufgrund der Biegung und Verformung des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 nicht gleichmäßig groß ist, somit wird das Ventil 1 niemals von einem solchen Bereich aus zu brechen beginnen, d.h., einem anderen Bereich als den Abschnitten auf den Linien, die von der Biegerille 4 ausgehen.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Batteriedeckel aus 1 die Bruchrille 7 ein besonders zugbelasteter Abschnitt des Ventils 1. Wenn Druck auf das Ventil 1 ausgeübt wird und der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5 von der Biegerille 4 aus gebogen wird, da die Abschnitte des Ventils 1 auf den Linien, die sich von der Biegerille 4 aus erstrecken, stärker gezogen werden als alle anderen Abschnitte des Ventils 1, ist der Bruchausgangspunkt, von dem aus das Ventil 1 bei einem vorbestimmten Druck zu brechen beginnt, auf die Abschnitte der Bruchrille 7 auf den Linien, die sich von der Biegerille 4 aus erstrecken, begrenzt. Daher ist es zur Durchführung der Dickenmessung des dünnen Plattenabschnitts am Boden der Bruchrille 7, die für das Steuern zum Brechen des Ventils 1 bei einem vorbestimmten Druck erforderlich ist, nur erforderlich, die Abschnitte auf den sich von der Biegerille 4 erstreckenden Linien zu messen. Außerdem sind für die anderen Abschnitte in Dickenrichtung größere Fertigungsfehlerbereiche zulässig, so dass die Handhabungsgenauigkeit der anderen Abschnitte verringert werden kann. Da zum Messen der Dicke des dünnen Plattenabschnitts 6 an der Bruchrille 7 nur die Abschnitte auf den Linien gemessen werden müssen, die sich von der Biegerille 4 des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 aus erstrecken, und somit keine strenge Handhabung der Dicken der anderen Abschnitte erforderlich ist, ist es bei diesem Batteriedeckel möglich, die Steuerung zum Brechen des Ventils 1 bei einem vorbestimmten Druck zu erleichtern.
Auch wenn die Dicke der Metallplatte und die offene Fläche des Ventils 1 entsprechend einem großformatigen Batteriegehäuse vergrößert werden, ist es bei diesem Batteriedeckel möglich, den Pressdruck, die Menge eines überschüssigen Abschnitts der Metallplatte, die in Richtung der Breite herausgedrückt wird, die Genauigkeit der Matrize usw. zu verringern, da die vorstehende Form des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 durch Pressen gebildet wird, wodurch es möglich ist, die Herstellungskosten und die Qualitätsmanagementkosten für die Verwaltung des Drucks, bei dem das Ventil 1 bricht, zu verringern.
Insbesondere weil dieser Batteriedeckel nur die oben beschriebenen zwei Abschnitte auf den Linien hat, die sich von der Biegerille 4 aus erstrecken, und keine anderen derartigen Abschnitte um den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5 herum hat, und weil das Ventil symmetrisch in Bezug auf die Symmetrieebene geformt ist, die durch die Breitenmitte der Biegerille 4 verläuft und sich in der Dickenrichtung erstreckt, kann die Anzahl der Abschnitte, deren Dicken gemessen werden müssen, auf die minimale Anzahl, d.h. zwei, beschränkt werden. Außerdem ist es möglich, das plastische Fließen des Blechmaterials bei der Bildung der Biegerille 4 zu reduzieren und damit die Schwierigkeiten beim Pressen zu verringern.
Beispielsweise können im druckaufnehmenden Plattenabschnitt zwei sich kreuzende Biegerillen ausgebildet werden, was bedeutet, dass es vier Abschnitte auf den Linien gibt, die sich von den beiden Biegerillen um den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5 herum erstrecken. Dies erschwert die Handhabung und ist in der Produktion nachteilig, da beispielsweise die Menge eines Abschnitts des Metallplattenmaterials, das durch das plastische Fließen herausgedrückt wird, zunimmt.
Da der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5 dieses Batteriedeckels einen äußeren Umfang hat, der relativ zum dünnen Plattenabschnitt 6 zu einer Seite hin um den gesamten Umfang herum vorsteht, ist es beim Formen des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 und des dünnen Plattenabschnitts 6 möglich, das plastische Fließen zu verringern, indem ein überschüssiger Abschnitt des Metallplattenmaterials zu dem vorstehenden Abschnitt des druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5 geschoben wird, und somit die Schwierigkeit des Pressens zu reduzieren, verglichen mit der Anordnung, bei der die minimale Dicke t2 des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5 und die maximale Dicke t3 des dünnen Plattenabschnitts 6 gleich oder im Wesentlichen gleich sind.
Da die Plattenoberfläche des dünnen Plattenabschnitts 6 auf der der Bruchrille 7 gegenüberliegenden Seite eine flache, senkrecht zur Dickenrichtung verlaufende Oberflächenform aufweist, ist bei diesem Batteriedeckel keine dreidimensionale Messung erforderlich, wenn die Dicke des dünnen Plattenabschnitts 6 am Boden der Bruchrille 7 gemessen wird, was somit die Dickenmessung erleichtert. Während im Beispiel der 3 und 4 die Bruchrille 7 auf der einen Seite des dünnen Plattenabschnitts 6 eingraviert ist, kann die Bruchrille 7 auch auf der anderen Seite des dünnen Plattenabschnitts 6 eingraviert sein, wie in 11 dargestellt, wobei die Plattenoberfläche des dünnen Plattenabschnitts 6 auf der einen Seite eine flache Oberflächenform aufweist. Auch in diesem Fall ist die oben beschriebene Dickenmessung einfach.
Da die Dicke der Metallplatte (Dicke t1 des umgebenden Plattenabschnitts 2) nicht weniger als 2,0 mm und nicht mehr als 5,0 mm beträgt, ist es bei diesem Batteriedeckel außerdem möglich, eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, die für ein großformatiges Batteriegehäuse geeignet ist, und die Öffnungsfläche des Ventils 1 für ein solches Batteriegehäuse ausreichend zu vergrößern, während die Stückkosten durch die Herstellung unter Verwendung von Folgeverbundwerkzeugen reduziert werden.
Während bei der ersten Ausführungsform der druckaufnehmende Plattenabschnitt nur zu seiner Seite hin vorsteht, die zur Außenseite des Gehäusekörpers wird, kann der druckaufnehmende Plattenabschnitt eine andere Struktur haben, vorausgesetzt, dass dieser (i) aus dem Abschnitt der Metallplatte, der durch den Bruch der Biegerille getrennt werden kann, durch die Biegerille und einen dicken Plattenabschnitt gebildet wird, der mit beiden Seiten der Biegerille zusammenhängt und relativ zum dünnen Plattenabschnitt vorsteht, und (ii) von der Biegerille aus so gebogen werden kann, dass das Ventil erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks bricht. Beispielsweise kann der druckaufnehmende Plattenabschnitt nur zu der Seite hin vorstehen, die zur Innenseite des Gehäusekörpers wird, oder vorzugsweise zu beiden Seiten hin vorstehen. In den 12 bis 14 ist die zweite Ausführungsform als ein Beispiel dargestellt. Im Folgenden werden nur die Merkmale der zweiten Ausführungsform beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Wie in den 12 und 13 dargestellt, hat der druckaufnehmende Plattenabschnitt 11 des Ventils 10 einen Außenumfang, der relativ zum dünnen Plattenabschnitt 12 zur einen bzw. zur anderen Seite hin vorsteht. Die Höhe des Abschnitts des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 11, der relativ zum dünnen Plattenabschnitt 12 auf der einen Seite vorsteht, ist größer als die Höhe des Abschnitts des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 11, der relativ zum dünnen Plattenabschnitt 12 auf der anderen Seite vorsteht.
Dieser Batteriedeckel wird mit der anderen Seite als Außenseite und mit der einen Seite als Innenseite verwendet. Die „Außenseite“ bezieht sich auf die Außenseite des Gehäuses, wenn der Batteriedeckel am Gehäuse befestigt ist (nicht abgebildet), und die „Innenseite“ bezieht sich auf die Innenseite des Gehäuses.
Das Ventil 10 ist gegenüber der äußeren Plattenfläche 13a des umgebenden Plattenabschnitt 13 nach innen vertieft. Die Brechrille 14 ist auf der Außenseite des dünnen Plattenabschnitts 12 eingraviert. Die Biegerille 15 erstreckt sich in Richtung der Innenseite des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 11.
Wenn der Innendruck der Batterie (nicht dargestellt) einschließlich des Batteriedeckels von 13 ansteigt, wie in 14 dargestellt, wird der Druck (Innendruck der Batterie) P auf das Ventil 10 ausgeübt, wodurch der druckaufnehmende Plattenabschnitt 11 und der dünne Plattenabschnitt 12 relativ zum umgebenden Plattenabschnitt 13 zur Außenseite gedrückt werden, so dass der druckaufnehmende Plattenabschnitt 11 von der Biegerille 15 gebogen und verformt wird. Während die Breite der Biegerille 15 durch diese Biegung und Verformung verengt wird, erreicht der Druck P einen vorbestimmten Wert und das Ventil 10 bricht und öffnet sich, bevor die Biegerille 15 geschlossen wird und jede weitere Biegung und Verformung unmöglich wird.
Da das Ventil 10 dieses Batteriedeckels gegenüber der äußeren Plattenfläche 13a des umgebenden Plattenabschnitts 13 nach innen zurückgesetzt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Ventil 10 nach dem Zusammenbau der Batterie von außen mechanisch beschädigt wird.
Außerdem ist bei diesem Batteriedeckel die minimale Dicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 11 größer als die maximale Dicke des dünnen Plattenabschnitts 12, und der druckaufnehmende Plattenabschnitt 11 hat einen Außenumfang, der im Verhältnis zum dünnen Plattenabschnitt 12 zu beiden Seiten um den gesamten Umfang herum vorsteht. Daher ist es im Vergleich zur ersten Ausführungsform, bei der der druckaufnehmende Plattenabschnitt nur zu einer Seite hin vorsteht, möglich, die Volumenbewegungsmenge des Formmaterials von jeder Seite (Aussparung eines Dübelformungsabschnitts) zu reduzieren, das Pressen weiter zu erleichtern und die Belastung der Werkzeuge zu verringern. Außerdem ist es möglich, die Höhe des Abschnitts des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 11, der zur Außenseite hin vorsteht, zu verringern, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass das Ventil 10 nach dem Zusammenbau der Batterie von außen mechanisch beschädigt wird.
Insbesondere da die Höhe des Abschnitts des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 11, der in Bezug auf den dünnen Plattenabschnitt 12 zur Innenseite hin vorsteht, größer ist als die Höhe des Abschnitts des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 11, der in Bezug auf den dünnen Plattenabschnitt 12 zur Außenseite hin vorsteht, kann das Ventil 10 leicht innerhalb der äußeren Plattenfläche 13a des umgebenden Plattenabschnitts 13 positioniert werden.
Während bei der ersten und zweiten Ausführungsform die Dicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 21 am Boden der Biegerille nur durch die Tiefe der Biegerille definiert ist, kann an einer der Biegerille gegenüberliegenden Stelle eine Aussparung gebildet werden, wodurch die Dicke am Boden der Biegerille weiter verringert wird. In den und ist die dritte Ausführungsform als ein Beispiel dafür dargestellt.
Das Ventil 20 der 15 und 16 unterscheidet sich von dem Ventil der zweiten Ausführungsform nur dadurch, dass das Ventil 20 auf beiden Seiten des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 21 jeweils eine innere und eine äußere Biegerille 22 und 23 aufweist. Die Biegerille 22, 23 auf jeder Seite ist eine Aussparung, die an einer Position gegenüber der anderen Biegerille ausgebildet ist und eine Tiefe in Dickenrichtung aufweist.
Die äußere Biegerille 23 erstreckt sich nicht vollständig über den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 21. Das heißt, der druckaufnehmende Plattenabschnitt 21 hat einen massiven äußeren Umfangsabschnitt 23a, der die äußere Biegerille 23 verschließt.
Da der druckaufnehmende Plattenabschnitt 21 auf einer Seite eine der Biegerillen 22, 23 als Aussparung aufweist, die an einer Position gegenüber der anderen Biegerille 23, 22 ausgebildet ist und eine Tiefe in Dickenrichtung aufweist, ist es möglich, den Einfluss der Volumenbewegung des Formungsmaterials bei der Bildung der Biegerillen 22 und 23 auf die Bildung des dünnen Plattenabschnitts 12 zu verringern. Je geringer die Dicke zwischen den Biegerillen 22 und 23 ist, desto leichter kann der druckaufnehmende Plattenabschnitt 21 gebogen werden. Bei der zweiten Ausführungsform, bei der der druckaufnehmende Plattenabschnitt die Biegerille nur auf einer Seite aufweist, wird die Volumenbewegung des Formmaterials beim Ausbilden der Biegerille tief auf einer Seite in Richtung der Plattenoberfläche nur auf einer Seite herausgedrückt, was die Bildung des dünnen Plattenabschnitts etwas beeinträchtigt. Für den Batteriedeckel der dritten Ausführungsform, ist es, da die Biegerillen 22 und 23 relativ flache Rillen sind, die von beiden Seiten gebildet werden, möglich, das Volumenbewegungsmaß zu reduzieren, das in der Plattenoberflächenrichtung auf jeder Seite herausgedrückt wird.
Der äußere Umfangsabschnitt 23a kann weggelassen werden, so dass sich die Biegerille 23 auf einer Seite vollständig über den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 21 erstreckt, aber das Vorsehen des äußeren Umfangsabschnitts 23a ist insofern vorteilhaft, als der Betrag der Volumenbewegung in der Nähe des Abschnitts auf der Linie, die sich von der Biegerille 23 erstreckt, abnimmt.
Da der druckaufnehmende Plattenabschnitt 21 außer den Biegerillen 22 und 23 auf beiden Seiten keine weiteren Biegerillen aufweist und ihre Breitenmitten beide durch die Symmetrieebene verlaufen, kann die Anzahl der Abschnitte auf den Linien, die sich von den Biegerillen 22 und 23 aus erstrecken, auf zwei um den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 21 herum beschränkt werden.
17 und 18 zeigen die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als ein weiteres Beispiel, bei dem eine Aussparung an einer der Biegerille gegenüberliegenden Stelle ausgebildet ist.
Der druckaufnehmende Plattenabschnitt 31 des Ventils 30 der 17 und 18 unterscheidet sich von dem druckaufnehmenden Plattenabschnitt der dritten Ausführungsform nur dadurch, dass der Plattenabschnitt 31 nur auf der Innenseite eine Biegerille 32 und auf der Außenseite eine kreisförmige Aussparung 33 aufweist.
Die vertiefte Bodenfläche der Aussparung 33 hat die Form einer flachen Oberfläche. Der vertiefte Innenumfang der Aussparung 33 hat eine konische Form, die konzentrisch mit dem druckaufnehmenden Plattenabschnitt 31 ist und sich radial zur Außenseite hin erweitert. Die Tiefe der Aussparung 33 in Dickenrichtung wird durch ihre vertiefte Bodenfläche definiert. Die vertiefte Bodenfläche der Aussparung 33 hat über den gesamten Bereich, der näher am Zentrum liegt als der vertiefte Innenumfang, eine größere Breite als die Breite der Biegerille 32.
Da auch bei diesem Batteriedeckel der druckaufnehmende Plattenabschnitt 31 eine Aussparung 33 aufweist, die an einer der Biegerille 32 gegenüberliegenden Stelle ausgebildet ist und eine Tiefe in Dickenrichtung hat, kann der Einfluss der Volumenbewegung bei der Ausbildung der Biegerille 32 auf die Ausbildung des dünnen Plattenabschnitts 12 gemildert werden. Die Aussparung 33 ist nicht rillenförmig, sondern so geformt, dass sie nur an ihrer flachen, vertieften Bodenfläche der Biegerille 32 in Dickenrichtung gegenüberliegt. Daher ist die vierte Ausführungsform insofern vorteilhaft, als die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Rissen am Boden der Biegerille 32 geringer ist, auch wenn das Volumen der Bewegung auf der Außenseite während der Bildung im Vergleich zur dritten Ausführungsform relativ groß ist.
19 und 20 zeigen die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als ein weiteres Beispiel, bei dem eine Aussparung an einer der Biegerille gegenüberliegenden Stelle ausgebildet ist.
Der druckaufnehmende Plattenabschnitt 41 des Ventils 40 der 19 und 20 unterscheidet sich von dem druckaufnehmenden Plattenabschnitt der dritten Ausführungsform dadurch, dass die Mindestdicke des Plattenabschnitts 41 (Dicke zwischen den Böden der Biegerillen 42 und 43) geringer ist als die maximale Dicke des dünnen Plattenabschnitts 12. Diese Anordnung, bei der die Dicke zwischen den Böden der Biegerillen 42 und 43 kleiner ist als die maximale Dicke des dünnen Plattenabschnitts 12, ist für den Fall geeignet, dass der Druck, durch den das Ventil 40 gebrochen wird, auf einen relativ kleinen Wert eingestellt ist.
Um die Mindestdicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 41 für das Ventil 40 zu verringern, steht der druckaufnehmende Plattenabschnitt 41 im Verhältnis zum dünnen Plattenabschnitt 12 nur zur Innenseite hin vor und hat eine flache Oberflächenform zwischen der äußeren Biegerille 43 und der Bruchrille 14. Die innere Biegerille 42 hat eine größere Tiefe als die äußere Biegerille 43. Beide Enden der äußeren Biegerille 43 sind jeweils durch massive Abschnitte 43a verschlossen. Die massiven Abschnitte 43a an beiden Enden widerstehen der Biegung und Verformung des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 41 durch die Biegerillen 42 und 43. Obwohl die Mindestdicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 41 kleiner ist als die maximale Dicke des dünnen Plattenabschnitts 12, verfügt der druckaufnehmende Plattenabschnitt 41 über den erforderlichen Biege- und Verformungswiderstand gegenüber dem Innendruck der Batterie oder einer Belastung von außen.
Da in jeder der obigen Ausführungsformen (i) der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5, 11, 21, 31, 41 die Biegerille(n) 4, 15, 22, 23, 32, 42, 43 und einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der mit der/den Biegerille(n) 4, 15, 22, 23, 32, 42, 43 zusammenhängt und relativ zum dünnen Plattenabschnitt 6, 12 zu einer oder beiden Seiten in Dickenrichtung vorsteht; (ii) die Plattenoberflächen des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, 11, 21, 31, 41 und des dünnen Plattenabschnitts 6, 12 auf der anderen Seite in der Dickenrichtung eine vertiefte Bodenfläche mit einer Tiefe in der Dickenrichtung zu der einen Seite relativ zu der Plattenoberfläche des umgebenden Plattenabschnitts 2, 13 auf der anderen Seite in der Dickenrichtung bilden; und (iii) der vorstehende Abschnitt des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, 11, 21, 31, 41 eine Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke des dünnen Plattenabschnitts 6, 12, hat der Batteriedeckel der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile: Bei der Anordnung, bei der die Plattenoberflächen des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, 11, 21, 31, 41 und des dünnen Plattenabschnitts 6, 12 auf der anderen Seite in Dickenrichtung eine vertiefte Bodenfläche mit einer Tiefe zu der einen Seite relativ zu der Plattenoberfläche des umgebenden Plattenabschnitts 2, 13 auf der anderen Seite in Dickenrichtung bilden, wird bei der Bildung des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, 11, 21, 31, 41 und des dünnen Plattenabschnitts 6, 12 durch Drücken des Metallplattenmaterials in Dickenrichtung die vertiefte Bodenfläche gebildet. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, durch Herausdrücken eines plastisch fließenden überschüssigen Abschnitts der Metallplatte in Dickenrichtung den vorstehenden Teil des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, 11, 21, 31, 41 dicker als den dünnen Plattenabschnitt 6, 12 zu gestalten. Daher ist es möglich, den Pressdruck, die Menge des überschüssigen Abschnitts der Metallplatte, die in der Breitenrichtung herausgedrückt wird, die Genauigkeit der Matrize usw. zu reduzieren. Wenn der Innendruck P der Batterie auf das Ventil 1, 10, 20, 30, 40 ausgeübt wird, da der vorstehende Teil des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, 11, 21, 31, 41, der relativ dick ist und sich weniger leicht verformt, durchgehend mit der/den Biegerille(n) 4, 15, 22, 23, 32, 42, 43 ist und symmetrisch in Bezug auf die obige Symmetrieebene ausgebildet ist, kann der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5, 11, 21, 31, 41 zuverlässig von der/den Biegerille(n) 4, 15, 22, 23, 32, 42, 43 gebogen werden. Selbst wenn die Dicke der Metallplatte und die offene Fläche des Ventils 1, 10, 20, 30, 40 vergrößert werden, um den Batteriedeckel an einem großformatigen Batteriegehäuse zu verwenden, ist es daher möglich, beispielsweise den Pressdruck und die Menge eines überschüssigen Abschnitts des Metallplattenmaterials, das in der Breitenrichtung herausgedrückt wird, zu reduzieren und die Formgenauigkeit zu verbessern, indem der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5, 11, 21, 31, 41 so geformt wird, dass er hervorsteht. Daher ist es möglich, die Produktionskosten und die Qualitätsmanagementkosten des Ventils 1, 10, 20, 30, 40 zu reduzieren.
Da in der dritten und fünften Ausführungsform ein Ende oder beide Enden der Biegerille 23, 43 durch den äußeren Umfangsabschnitt 23a oder durch die massiven Abschnitte 43a des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 21, 41 verschlossen sind, ist es außerdem möglich, während des Pressens den Betrag der Volumenbewegung in der Nähe der Abschnitte auf den Linien, die sich von der Biegerille 22, 43 erstrecken, zu verringern. Diese Anordnung ist auch insofern vorteilhaft, als es möglich ist, den Einfluss auf die Bildung des dünnen Plattenabschnitts 6, 12 an den Abschnitten auf den Linien, die sich von der Biegerille 23, 43 erstrecken, zu reduzieren, wodurch verhindert wird, dass sich die Bruchrille 7, 14 unregelmäßig verändert.
Da die Biegerille(n) 4, 15, 22, 23, 32, 42, 43 nicht durchgehend mit der Bruchrille 7, 14 verbunden ist/sind, ist es möglich, das plastische Fließen bei der Bildung der Biegerille(n) zu reduzieren und den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5, 11, 21, 31, 41, einschließlich der Biegerille(n) 4, 15, 22, 23, 32, 42, 43, zu verdicken.
Da in jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen (i) der druckaufnehmende Plattenabschnitt 5, 11, 21 einen Außenumfang aufweist, der relativ zum dünnen Plattenabschnitt 6, 12 zu einer Seite oder zu beiden Seiten in Dickenrichtung über den gesamten Umfang vorsteht und (ii) die minimale Dicke t2 des druckaufnehmenden Plattenabschnitts 5, 11, 21, die die Dicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts am Boden der Biegerille 4, 15 oder zwischen den Böden der Biegerillen 22 und 23 ist, größer ist als die maximale Dicke des dünnen Plattenabschnitts 6, 12, ist es möglich, den Bruchausgangspunkt zu begrenzen, ohne die Notwendigkeit, Schnittpunkte zu bilden, an denen die Biegerille(n) und die Bruchrille kontinuierlich miteinander sind. Außerdem ist es möglich, den druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5, 11, 21, einschließlich der Biegerille(n) 4, 15, 22, 23, zu verdicken. Da, wie oben beschrieben, der gesamte druckaufnehmende Plattenabschnitt 5, 11, 21 dicker ist als der dünne Plattenabschnitt 6, 12 und in Dickenrichtung zu einer Seite oder zu beiden Seiten hin vorsteht, ist es möglich, die Volumenbewegungsmenge eines überschüssigen Abschnitts des Metallplattenmaterials, das durch den Kunststofffluss während des Pressens herausgedrückt wird, zu reduzieren; die Schwierigkeit des Pressens zu verringern; und insbesondere die Produktionskosten zu reduzieren, wenn eine dicke Metallplatte verwendet wird.
Da in jeder der obigen Ausführungsformen (i) der dünne Plattenabschnitt 6, 12 eine Plattenoberfläche aufweist, die sich zwischen der Bruchrille 7, 14 und dem druckaufnehmenden Plattenabschnitt 5, 11, 21, 31 und 41 befindet und mit diesen verbunden ist; eine Plattenoberfläche, die sich zwischen der Bruchrille 7, 14 und dem umgebenden Plattenabschnitt 2, 13 befindet und mit diesen verbunden ist; und eine Plattenoberfläche, die sich an einer Position befindet, die in der Dickenrichtung gegenüber den erstgenannten zwei Plattenoberflächen und der Bruchrille 7, 14 liegt; (ii) diese drei Plattenoberflächen eine flache Oberflächenform haben, die sich senkrecht zur Dickenrichtung erstreckt; und (iii) die Plattenoberfläche des umgebenden Plattenabschnitts 2, 13 auf der einen Seite in der Dickenrichtung und die Plattenoberflächen des dünnen Plattenabschnitts 6, 12 auf der einen Seite in der Dickenrichtung in einer einzigen gemeinsamen Ebene liegen, ist es möglich, die Formen zu vereinfachen und den Bruchdruck leicht zu stabilisieren.
Insbesondere dann, wenn die Blechoberflächen des dünnen Plattenabschnitts und des umgebenden Plattenabschnitts auf der einen Seite nicht auf einer einzigen gemeinsamen Ebene liegen, ist es notwendig, den dünnen Plattenabschnitt mit Matrizen von der Oberseite und der Unterseite so zu pressen, dass es relativ zum umgebenden Plattenabschnitt von beiden Seiten in Dickenrichtung vertieft ist, und es wird ein zusätzliches Matrizenelement für diesen Zweck benötigt. Durch die Verwendung des zusätzlichen Matrizenelements erhöht sich die Anzahl der Matrizenelemente, was sich auf die Genauigkeit der Dickenkontrolle des dünnen Plattenabschnitts auswirkt, und die Matrizenelemente zum Aufwärts- und Abwärtspressen des dünnen Plattenabschnitts sind bruchanfällig. Im Gegensatz dazu ist es in jeder der oben genannten Ausführungsformen, da der dünne Plattenabschnitt nicht von beiden Seiten vertieft ist, möglich, eine einfache Matrizenstruktur wie in 6 gezeigt zu verwenden, wodurch die Steifigkeit der Matrizen erhöht und die Matrizen zu geringen Kosten hergestellt werden können. Außerdem ist es möglich, die Genauigkeit der Dicke des dünnen Plattenabschnitts 6, 12 leicht zu verbessern.
Auch in dem Fall, in dem der dünne Plattenabschnitt mit Matrizen von der oberen und unteren Seite gepresst wird, so dass er relativ zum umgebenden Plattenabschnitt von beiden Seiten in der Dickenrichtung vertieft ist, wenn die Position des dünnen Plattenabschnitts relativ zum umgebenden Plattenabschnitt in der Dickenrichtung verschoben wird, wenn die Bruchrille in einem nachfolgenden Schritt in den dünnen Plattenabschnitt graviert wird, kann die Gravurmatrize den dünnen Plattenabschnitt in unangemessener Weise verformen, wodurch der Bruchdruck destabilisiert wird. Im Gegensatz dazu ist in jeder der obigen Ausführungsformen, da der dünne Plattenabschnitt 6, 12 nicht sowohl von der Ober- als auch von der Unterseite gepresst wird, die Position des dünnen Plattenabschnitts in der Dickenrichtung relativ zum dünnen Plattenabschnitt tendenziell stabil, und daher ist der Bruchdruck tendenziell stabil.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht nur Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist in den Ansprüchen angegeben und sollte so verstanden werden, dass er alle Änderungen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung umfasst, die dem Umfang der Ansprüche entsprechen.
Bezugszeichenliste

1, 10, 20, 30, 40: Ventil
2, 13: umgebender Plattenabschnitt
4, 15, 22, 23, 32, 42, 43: Biegerille
5, 11, 21, 31, 41: druckaufnehmender Plattenabschnitt
6, 12: dünner Plattenabschnitt
7, 14: Bruchrille

Claims

Ein Batteriedeckel, der eine Metallplatte umfasst, die einstückig geformt ist mit: einem Ventil, das konfiguriert ist aufzubrechen, wenn ein vorbestimmter Druck auf das Ventil ausgeübt wird; und einem umgebenden Plattenabschnitt, der das Ventil umgibt und mit dem Ventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil Folgendes umfasst: einen druckaufnehmenden Plattenabschnitt, der konfiguriert ist durch Druck aus einer Biegerille gebogen zu werden; und einen dünnen Plattenabschnitt mit einer geringeren Dicke als die Dicke des umgebenden Plattenabschnitts, der den druckaufnehmenden Plattenabschnitt und den umgebenden Plattenabschnitt miteinander verbindet, wobei der dünne Plattenabschnitt eine Bruchrille aufweist, die so eingraviert ist, dass diese eine Tiefe in einer Dickenrichtung aufweist und durch Verlängerungsabschnitte auf jeweiligen imaginären Linien verläuft, die sich von der Biegerille erstrecken, und wobei das Ventil so konfiguriert ist, dass, wenn der druckaufnehmende Plattenabschnitt von der Biegerille gebogen und durch den auf das Ventil ausgeübten Druck verformt wird, die Verlängerungsabschnitte stärker gezogen werden als andere Abschnitte des Ventils als die Verlängerungsabschnitte in dem Ventil, so dass, wenn der vorbestimmte Druck auf das Ventil ausgeübt wird, das Ventil von einem der Verlängerungsabschnitte der Bruchrille gebrochen wird.
Der Batteriedeckel gemäß Anspruch 1, wobei die Verlängerungsabschnitte auf den jeweiligen imaginären Linien, die sich von der Biegerille erstrecken, aus nur zwei Abschnitten um den druckaufnehmenden Plattenabschnitt bestehen, und wobei der druckaufnehmende Plattenabschnitt und der dünne Plattenabschnitt jeweils symmetrisch in Bezug auf eine Symmetrieebene sind, die durch eine Breitenmitte der Biegerille verläuft und sich in der Dickenrichtung erstreckt.
Der Batteriedeckel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der druckaufnehmende Plattenabschnitt einen Außenumfang hat, der relativ zu dem dünnen Plattenabschnitt zu einer der beiden Seiten oder zu beiden Seiten um einen gesamten Umfang herum vorsteht.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Plattenoberfläche des dünnen Plattenabschnitts auf einer Seite, die einer mit der Bruchrille gebildeten Seite gegenüberliegt, eine flache Oberflächenform aufweist, die sich senkrecht zur Dickenrichtung erstreckt.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ventil relativ zu einer äußeren Plattenfläche des umgebenden Plattenabschnitts nach innen vertieft ist.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der druckaufnehmende Plattenabschnitt an einer der Biegerille gegenüberliegenden Position eine Aussparung mit einer Tiefe in der Dickenrichtung aufweist.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Metallplatte eine Dicke von mindestens 2,0 mm und höchstens 5,0 mm hat.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der druckaufnehmende Plattenabschnitt umfasst: die Biegerille; und einen vorstehenden Abschnitt, der mit der Biegerille fortlaufend ist und relativ zu dem dünnen Plattenabschnitt zu einer der beiden Seiten oder zu den beiden Seiten in der Dickenrichtung vorsteht, wobei eine Plattenfläche des druckaufnehmenden Plattenabschnitts und eine Plattenfläche des dünnen Plattenabschnitts, die sich auf der anderen der beiden Seiten in der Dickenrichtung befinden, eine vertiefte Bodenfläche mit einer Tiefe in Richtung der einen der beiden Seiten in der Dickenrichtung relativ zu einer Plattenfläche des umgebenden Plattenabschnitts auf der anderen der beiden Seiten in der Dickenrichtung bilden, und wobei der vorstehende Abschnitt des druckaufnehmenden Plattenabschnitts eine Dicke aufweist, die größer ist als eine Dicke des dünnen Plattenabschnitts.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Ende oder beide Enden der Biegerille durch einen äußeren Umfangsabschnitt oder massive Abschnitte des druckaufnehmenden Plattenabschnitts geschlossen sind.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Biegerille und die Bruchrille nicht durchgehend miteinander verbunden sind.
Der Batteriedeckel gemäß Anspruch 3, wobei eine minimale Dicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts, die eine Dicke des druckaufnehmenden Plattenabschnitts an einem Boden der Biegerille ist, größer ist als eine maximale Dicke des dünnen Plattenabschnitts.
Der Batteriedeckel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der dünne Plattenabschnitt hat: eine erste Plattenfläche, die sich zwischen der Bruchrille und dem druckaufnehmenden Plattenabschnitt befindet und damit verbunden ist; eine zweite Plattenfläche, die sich zwischen der Bruchrille und dem umgebenden Plattenabschnitt befindet und mit diesen verbunden ist; und eine dritte Plattenoberfläche, die sich auf einer Seite befindet, die in der Dickenrichtung der ersten und zweiten Plattenoberfläche und der Bruchrille gegenüberliegt; wobei jede der ersten, zweiten und dritten Plattenoberflächen eine flache Oberflächenform aufweist, die sich senkrecht zu der Dickenrichtung erstreckt, und wobei eine Plattenoberfläche des umgebenden Plattenabschnitts auf der einen der beiden Seiten in der Dickenrichtung und die erste und zweite Plattenoberfläche des dünnen Plattenabschnitts auf der einen der beiden Seiten in der Dickenrichtung in einer einzigen gemeinsamen Ebene liegen.