JP2002231206A

JP2002231206A - 安全弁付密閉部品とその製造方法

Info

Publication number: JP2002231206A
Application number: JP2001025462A
Authority: JP
Inventors: Tadamitsu Azema; 忠満畦間; Yoshinori Ishikawa; 吉紀石川; Hirotaka Marutani; 浩隆丸谷
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ケースの内圧が所定値以上に上昇
した場合に、確実に薄肉部が開裂して、圧力上昇した内
部圧力を外部に放出可能な、製造が容易で、且つ信頼性
の高い安全弁部を有する安全弁付密閉部品とその製造方
法を提供すること。【解決手段】本発明の安全弁付密閉部品１の安全弁部
４は、蓋体３の一方の面３ｃの一部を凹ませて第１凹部
４ａを形成し、この第１凹部４ａと対向する位置の蓋体
３の他方の面３ｄを凹ませて第２凹部４ｂを形成し、第
１、第２凹部４ａ、４ｂで形成された薄肉部４ｃにより
安全弁部４が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は安全弁付密閉部品に
係わり、とりわけ内部が気密に遮蔽されるケース内部の
圧力が上昇したときに安全性を確保するために用いられ
る安全弁付密閉部品及びこの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内部が気密に遮蔽されたケースで
ある、例えば電池ケースの内部に、有機溶媒系電解液を
注入して密閉したリチウムイオン二次電池等が、電話や
カメラ等の携帯用機器に充電可能な電源として広く使用
されている。

【０００３】ところが、このような電池に再充電すると
きに、過充電を行ったり、規定された電流よりも大きな
電流で充電を行ったりすると、電池に異常が生じて電池
内に気体が発生し、電池ケース内の圧力が上昇して、電
池ケースの膨張、さらには電池ケースに亀裂等が発生
し、内部の電解液が外部ににじみ出して、電池を組み込
んだ機器に悪影響を与えることがあった。また、これら
に至らなくてとも、前述したような異常状態のままで、
電池の使用を継続すると、電池の膨張が進行し、電池ケ
ースが破裂したりする危険性があり、異常が生じた電池
は速やかに使用を中止する必要があった。

【０００４】その対策として、例えば前述したような電
池においては、図８に示すような、電池ケースであるケ
ース１１の内部を気密に遮蔽する蓋体１２の一部に、薄
肉部１３からなる安全弁部１４を設けた安全弁付密閉部
品１５を用いたものがある。前記安全弁部１４は、蓋体
１２の一部に円形状で所定の深さの凹部１２ａを形成
し、この凹部１２ａにより薄肉部１３が形成され、この
薄肉部１３が他の部分より強度的に弱くなって、開裂容
易になっていた。

【０００５】このような安全弁付密閉部品を備えた従来
のリチウムイオン二次電池は、ケース１１の内部圧力が
所定値以上に上昇すると、この上昇した内部圧力がケー
ス１１、及び蓋体１２の内面に加わる。すると、強度的
に弱い薄肉部１３が外側に膨らんで、薄肉部１３の一部
が開裂する。

【０００６】そして、薄肉部１３の開裂部分からケース
１１の高圧になった内部圧力が外部に排出されて、電池
の破裂を未然に防止するようになっている。このような
従来の安全弁付密閉部品は、厚さが略０．６ｍｍのステ
ンレス等の硬質の金属板からなる蓋体１２の一部を、切
削バイト（図示せず）で切削して凹部１２ａを形成し、
この凹部１２ａにより、厚さが略０．０３ｍｍの薄肉部
１３からなる安全弁部１４を形成していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の安全弁
付密閉部品は、厚さが略０．６ｍｍの蓋体１２を、切削
バイによる切削加工だけで凹部１２ａを形成し、この凹
部１２ａの深さを調整して、厚さが略０．０３ｍｍの薄
肉部１３を形成していたので、切削加工に時間が掛かる
問題があった。また、凹部１２ａの切削加工に時間が掛
かることにより、切削バイトの寿命が短くなり、切削バ
イトを新しいものに頻繁に交換しなければならなかっ
た。また、従来の安全弁付密閉部品１５を用いた電池等
が薄型の場合に、蓋体１２の幅寸法が狭くなり、円形の
凹部１２ａの直径寸法も小さくなる。そのために、薄肉
部１３の有効開裂面積が小さくなり、ケース１１内部の
圧力上昇が低圧の場合に、薄肉部１３を開裂できなくな
り信頼性が低下するおそれがあった。

【０００８】本発明は前述したような問題点に鑑みてな
されたもので、ケースの内圧が所定値以上に上昇した場
合に、確実に安全弁部を開裂して、圧力上昇した内部圧
力を外部に放出可能な、製造が容易で、且つ信頼性の高
い安全弁付密閉部品とその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の解決手段として本発明の安全弁付密閉部品は、
ケースと、このケースの内部を気密に遮蔽する蓋体と、
この蓋体の一部に形成して前記ケースの内圧が所定値以
上に上昇すると開裂する安全弁部とを備え、前記蓋体の
一方の面の一部を凹ませて第１凹部を形成し、この第１
凹部と対向する位置の前記蓋体の他方の面を凹ませて第
２凹部を形成し、前記第１、第２凹部により所定厚さの
薄肉部を形成し、この薄肉部により前記安全弁部を構成
した。

【００１０】また、前記課題を解決するための第２の解
決手段として、前記第１凹部は、平面視形状を略楕円形
状に形成し、前記第２凹部は、前記第１凹部の長円部分
の寸法より大きくした構成とした。

【００１１】また、前記課題を解決するための第３の解
決手段として前記安全弁部は、前記第２凹部の深さを
前記第１凹部の深さより浅くした構成とした。

【００１２】また、前記課題を解決するための第４の解
決手段としての安全弁付密閉部品の製造方法は、ケース
の内部を気密に遮蔽する蓋体を有し、この蓋体の一方の
面の一部を所定寸法凹ませて第１凹部を形成する第１の
工程と、前記第１凹部と対向する位置の前記蓋体の他方
の面を所定寸法凹ませて第２凹部を形成する第２の工程
とにより、所定厚さの薄肉部からなる安全弁部を形成す
るような製造方法とした。

【００１３】また、前記課題を解決するための第５の解
決手段として、前記第１の工程は、プレス加工で前記第
１凹部を形成し、前記第２の工程は、切削、または研削
加工で前記第２凹部を形成するような製造方法とした。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の安全弁付密閉部
品とその製造方法の実施の形態について説明する。図１
は本発明に関する上面図、図２は図１の要部断面正面
図、図３は図１の３−３断面図であり、図４、図５は本
発明に係わる安全弁部の動作を説明する要部断面図であ
り、図６、図７は本発明に関する安全弁付密閉部品の製
造方法を説明する概略図である。

【００１５】本発明の安全弁付密閉部品１は、図１、２
に示すように、ケース２と、このケース２の内部を気密
に遮蔽する蓋体３と、この蓋体の一部に形成してケース
２の内部圧力が所定値以上に上昇すると一部が開裂し、
この開裂部分から内部の圧力上昇した気体を外部に放出
可能な安全弁部４とを備えている。前記蓋体３は、ステ
ンレス材のような導電性金属板から成り、外形が横長の
略矩形に形成され、厚さが略０．６ｍｍあり、外周部に
鍔部３ａと、この鍔部３ａの内側を絞り加工等で下方に
突出させて平坦状の遮蔽板３ｂが形成されている。前記
蓋体３の表面である一方の面３ｃ側の略中央部に、安全
弁部４が形成されている。

【００１６】この安全弁部４は、図３に示すように、蓋
体３の一方の面３ｃの一部を所定寸法、例えば深さが略
０．５ｍｍになるように凹ませて第１凹部４ａが形成さ
れている。この第１凹部４ａは、図１の示すように、平
面視の形状が略楕円形状に形成され、寸法Ａの長円方向
が蓋体の長手方向の中心線Ｘと平行方向に形成されてい
る。そのために、第１凹部４ａは、図１に示す幅寸法Ｂ
を、蓋体３の幅寸法より大きく形成できないが、寸法Ｂ
の長円方向は、長くすることができる。また、安全弁部
４は、第１凹部４ａと対向する位置の蓋体３の他方の面
３ｄを所定寸法、例えば深さが略０．０７ｍｍになるよ
うに凹ませて第２凹部４ｂを形成している。そして、第
１、第２凹部４ａ、４ｂにより、所定厚さ、例えば厚さ
が略０．０３ｍｍの薄膜状の薄肉部４ｃが形成され、こ
の薄肉部４ｃにより安全弁部４が構成されている。

【００１７】また、第２凹部４ｂは、寸法Ａの第１凹部
４ａの長円部分の寸法より外形寸法を大きく形成してい
るので、第１凹部４ａの底部全面を薄肉部４ｃとするこ
とができる。そのために、第１凹部４ａの寸法Ａの長円
方向を大きくすることにより、薄肉部４ａの有効開裂面
積を広くすることができ、気密に遮蔽したケース２内部
の圧力上昇が低くても、図４に示すように、薄肉部４ｃ
を図示上方に、適正に膨らますことができるようになっ
ている。

【００１８】また、蓋体３は、図１に示す安全弁部４の
図示左隣り近傍に、中心線Ｘと略平行方向に延びて形成
された安全弁部４の開裂を誘発するための開裂誘発部５
が、例えば２本形成されている。この開裂誘発部５は、
研削加工等により所定の深さのＶ字状の溝からなり、Ｖ
字状の底部５ａが薄肉になっているので、開裂誘発部５
が形成された部分が、その他の部分より強度的に弱くな
っている。そのために、気密に遮蔽したケース２の内部
圧力が上昇すると、安全弁部４の薄肉部４ｃが上方に膨
らむと共に、開裂誘発部５近傍の蓋体３も上方に膨らん
で変形し、この変形に誘発されて安全弁部４の薄肉部４
ｃが開裂されるようになっている。即ち、ケース２内部
の圧力上昇が低圧でも、安全弁部４の薄肉部４ｃを容易
に開裂できるようになっている。

【００１９】また、蓋体３の図示右側には、蓋体３を絞
り加工等で凹ませた端子取付部６が形成され、この端子
取付部６の底部に開口部６ａが形成されている。前記端
子取付部６には絶縁部材から成る封口ガスケット（図示
せず）が挿入され、この封口ガスケットにより蓋体３と
絶縁された陽極端子（図示せず）が開口部６ａにカシメ
等で取り付けられている。そして、安全弁付密閉部品１
は、蓋体３の鍔部３ａを図２に示すケース２に溶接等で
取り付けることにより、ケース２の内部を気密に遮蔽す
ることができるようになっている。前述のような安全弁
付密閉部品１を、例えばリチウム二次電池に用いる場合
は、ケース２が電池ケースからなり、ケース２の内部
に、電池を構成する電解液（図示せず）、及び内部電極
（図示せず）等が密閉されて収納されている。

【００２０】そして、電池（図示せず）に何らかの異常
が発生し、図４に示すように、ケース２内部の圧力Ｂが
上昇すると、強度的に弱い安全弁部４の薄肉部４ｃが図
示上方の外側に膨らむ。また、上昇した圧力Ｃによっ
て、開裂誘発部５近傍の蓋体３が上方に押し上げられて
変形する。この開裂誘発部５近傍の蓋体３の変形によ
り、安全弁部４の薄肉部４ｃの外周部に歪みが発生して
薄肉部４ｃの開裂が誘発される。そして、薄肉部４ｃが
開裂すると、図５に示すように、薄肉部４ｃに開裂口４
ｄが形成され、この開裂口４ｃからケース２内部の上昇
した圧力Ｃがケース２外部に放出されて、ケース２の破
裂等を未然に防ぐことができる。

【００２１】また、本発明の安全弁付密閉部品の製造方
法を図６、図７に基づいて説明する。まず、蓋体３の一
部を凹ませて第１凹部４ａを形成する第１の工程は、図
６に示すように、プレス加工で断面が楕円形状のポンチ
７を矢印Ｄ方向に降下させて、下型８に蓋体３の一方の
面３ｃに第１凹部４ａを略０．５ｍｍの深さに形成す
る。

【００２２】次に、第１凹部４ａと対向する位置の蓋体
３の他方の面３ｄに第２凹部４ｂを形成する第２の工程
は、図７に示すように、蓋体３を逆さにして、第１凹部
４ａを下向きにした状態で蓋体３を位置決め治具９に載
置する。この状態で、第１凹部４ａと対向する位置の蓋
体３の他方の面３ｄを、切削バイト１０を矢印Ｅ方向に
回転させながら、蓋体３を切削加工で凹ませて第２凹部
４ｂを略０．０７ｍｍの深さで形成する。すると、蓋体
３には、第１、第２凹部４ａ、４ｂにより、所定厚さで
ある略０．０３ｍｍの薄肉部４ｃが形成され、この薄肉
部４ｃにより安全弁部４が構成されている。

【００２３】前記切削バイト１０の直径寸法は、寸法Ａ
の第１凹部４ａの長円寸法より大きいものを使用してい
る。そのために、第２凹部４ｂは、第１凹部４ａより外
形寸法が大きく形成されて、第１凹部４ａの底部全面を
薄肉部４ｃとすることができ、薄肉部４ｃの有効開裂面
積を広くすることができる。

【００２４】前記第２の工程は、第１凹部ｂを形成する
ための工具が切削バイト１０に限定されず、例えば研磨
砥石等を用いて、中心線Ｘと直交する方向に研削加工で
溝（図示せず）を形成し、この溝を第２凹部としても良
い。このような製造方法により作られた安全弁付密閉部
品１は、プレス加工により形成する第１凹部４ａの深さ
を深くすることにより、第２凹部４ｂの深さを浅くする
ことができ、第２の工程での、加工時間を短くすること
ができる。第２の工程での、加工時間を短くすることに
より、薄肉部４ｃの加工硬化が発生し難くなり、第２の
工程の途中で薄肉部４ｃに亀裂等のクラックが発生する
ことを防ぐことができる。

【００２５】本発明の安全弁付密閉部品１の実施の形態
では、安全弁部４近傍に開裂誘発部５を形成したもので
説明したが、開裂誘発部５を設けないで安全弁部４だけ
のものでも良い。また、安全弁部４の楕円形状の第１凹
部４ａの大きさは、可能な限り大きくした方が、ケース
２内部の圧力Ｂの上昇が低圧でも、薄肉部４ｃを容易に
開裂することができる信頼性の高い安全弁付密閉部品１
を提供できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の安全弁付密閉部品は、第１凹部
と対向する位置の蓋体の他方の面を凹ませて第２凹部を
形成し、第１、第２凹部により所定厚さの薄肉部を形成
し、この薄肉部により安全弁部を構成したので、薄肉部
を第１、第２凹部で形成することにより、薄肉部の厚さ
を０．０３ｍｍ以下の薄膜状に形成しても、加工硬化を
小さくできる。そのために、製造時にクラック等の亀裂
の発生がない薄肉部を形成でき、信頼性の高い安全弁付
密閉部品を提供できる。また、安全弁部を構成する薄肉
部は、蓋体の一方と他方の両面から沈んだ状態で形成さ
れているので、蓋体をケースに取り付ける組立作業等に
おいて、薄膜状の薄肉部に誤って触るのを防ぐことがで
きる。そのために、組立作業等における薄肉部の強度劣
化を防ぐことができ、歩留まりを向上できると共に、更
に信頼性を高めることができる。

【００２７】また、第１凹部は、平面視形状を略楕円形
状に形成し、前記第２凹部は、前記第１凹部の長円部分
の寸法より大きくしたので、第１凹部の底部全面を薄肉
部として、有効開裂面積を広くすることができる。その
ために、ケース内部の圧力上昇が低圧でも、容易に開裂
可能な安全弁付密閉部品を提供できる。

【００２８】また、安全弁部は、第２凹部の深さを第１
凹部の深さより浅くしたので、第２凹部を形成する加工
時間を短くすることができる。また、第２凹部の加工時
間を短くすることにより、薄肉部の加工硬化を防ぐこと
ができ、製造時にクラック等の亀裂が発生しにくい。

【００２９】また、本発明の製造方法は、蓋体の一方の
面の一部を所定寸法凹ませて第１凹部を形成する第１の
工程と、第１凹部と対向する位置の蓋体の他方の面を所
定寸法凹ませて第２凹部を形成する第２の工程とによ
り、所定厚さの薄肉部からなる安全弁部を形成するよう
にしたので、薄肉部を蓋体の一方と他方の面から所定の
深さ沈ませて形成することができ、組立事等に薄膜状の
薄肉部に誤って触るのを防ぐことができる。また、蓋体
の両面を２工程に分けて第１、第２凹部を形成すること
により、薄肉部の加工硬化を小さくすることができる。

【００３０】また、第１の工程は、プレス加工で第１凹
部を形成し、第２の工程は、切削、または研削加工で第
２凹部を形成するようにしたので、切削、または研削加
工により、加工硬化のない薄肉部を形成することがで
き、加工途中で薄肉部にクラック等が発生することがな
い。また、プレス加工する第１凹部を深く、切削加工す
る第２凹部を浅くすることにより、切削バイトの寿命を
長くすることができ、切削加工時に頻繁に切削バイトの
交換をしなくても良い。また、このような製造方法で製
造した安全弁付密閉部品を、例えば電池に用いた場合、
この電池を誤って落下させたとしても、薄肉部が加工硬
化してないので、クラック等の発生がなく薄肉部の開裂
を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する上面図である。

【図２】図１の要部断面正面図である。

【図３】図１の３−３断面図である。

【図４】本発明に係わる安全弁部の動作を説明する要部
断面図である。

【図５】本発明に係わる安全弁部の動作を説明する要部
断面図である。

【図６】本発明に関する安全弁付密閉部品の製造方法を
説明する概略図である。

【図７】本発明に関する安全弁付密閉部品の製造方法を
説明する概略図である。

【図８】従来の安全弁付密閉部品の要部断面図である。

【符号の説明】

１安全弁付密閉部品２ケース３蓋体３ａ鍔部３ｂ遮蔽板３ｃ一方の面３ｄ他方の面４安全弁部４ａ第１凹部４ｂ第２凹部４ｃ薄肉部５開裂誘発部５ａ底部６端子取付部６ａ開口部７ポンチ８下型９位置決め治具１０切削バイト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H011 AA09 AA13 CC06 DD05 DD07 5H012 AA01 BB02 DD01 DD17 EE04 FF01 GG01 GG03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケースと、このケースの内部を気密に遮
蔽する蓋体と、この蓋体の一部に形成して前記ケースの
内圧が所定値以上に上昇すると開裂する安全弁部とを備
え、前記蓋体の一方の面の一部を凹ませて第１凹部を形
成し、この第１凹部と対向する位置の前記蓋体の他方の
面を凹ませて第２凹部を形成し、前記第１、第２凹部に
より所定厚さの薄肉部を形成し、この薄肉部により前記
安全弁部を構成したことを特徴とする安全弁付密閉部
品。
【請求項２】前記第１凹部は、平面視形状を略楕円形
状に形成し、前記第２凹部は、前記第１凹部の長円部分
の寸法より大きくしたことを特徴とする請求項１記載の
安全弁付密閉部品。
【請求項３】前記安全弁部は、前記第２凹部の深さを
前記第１凹部の深さより浅くしたことを特徴とする請求
項１、または２記載の安全弁付密閉部品。
【請求項４】ケースの内部を気密に遮蔽する蓋体を有
し、この蓋体の一方の面の一部を所定寸法凹ませて第１
凹部を形成する第１の工程と、前記第１凹部と対向する
位置の前記蓋体の他方の面を所定寸法凹ませて第２凹部
を形成する第２の工程とにより、所定厚さの薄肉部から
なる安全弁部を形成するようにしたことを特徴とする安
全弁付密閉部品の製造方法。
【請求項５】前記第１の工程は、プレス加工で前記第
１凹部を形成し、前記第２の工程は、切削、または研削
加工で前記第２凹部を形成するようにしたことを特徴と
する請求項４記載の安全弁付密閉部品の製造方法。