JP2003535447A - 電気化学電池用ケースの成形方法 - Google Patents

電気化学電池用ケースの成形方法

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Abstract

(57)【要約】 アルカリ電池またはリチウム電池のような電気化学電池のための円筒形ケース(１０)である。ケース(１０)は、一様でない壁厚を有することによって特徴づけられる。ケースは、円筒形の本体(２０)表面と、開口端と、一体的に成形された閉底部（３０）とを有する。ケース本体(２０)の一部は、その開口端(１７)にケースの周縁部を形成している。ケースの本体表面はケース底部の壁厚より小さい壁厚を有している。ケース(１０)は本体表面の壁厚より大きい壁厚の周縁部を有する。周縁部の壁厚は、望ましくはケース底部の壁厚にほぼ同じかまたはより大きい。ケースは１枚の金属を一連の個別的な押込工程にかけることによって成形される。部分的に成形されたカップは、各工程においてダイキャビティ内に押込まれ、それによって次第に減少する外径および増加する長さへと徐々に絞り加工される。このことは、望ましくはカップの壁厚のどの部分をも変えること無しに達成される。カップは仕上げ工程にかけられ、そこにおいては底部の壁厚を変えることなしに本体表面の壁厚を減少させる。周縁部の壁厚は同じままであるか、または仕上げ工程において増加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気化学電池のケース、典型的には円筒形ケースおよびそのようなケ
ースを成形する方法に関する。
【０００２】 電気化学電池のケースは、典型的には細長くかつ円筒形である。このケースは
典型的には、閉鎖端および開口端を有した円筒形である。今日一般的に用いられ
ている従来のアルカリ電池またはリチウム電池は、そのような円筒形のケースを
使用する電池の代表である。
【０００３】 一次アルカリ電池は、典型的には亜鉛陽極活物質、好ましくは水酸化カリウム
水溶液であるアルカリ電解質、二酸化マンガン陰極活物質、および典型的にはセ
ルロースを含んで成る電解質透過性のセパレータフィルムを収納する円筒形のケ
ースを有する。そのような電池は、新品のうちは約１．５ボルトの電圧を有して
おりかつ広く用いられている。（本願明細書において参照するアルカリ電池は、
亜鉛を含んで成る陽極、二酸化マンガンを含んで成る陰極、および水酸化カリウ
ムを含んで成る電解質を有した普通の商業アルカリ電池であると理解されるべき
である。）
【０００４】 （再充電不能な）一次リチウム電池は円筒形ケースを有し得るが、このケース
は典型的には１枚のリチウムシートから成形された陽極を含んで成る複合電極と
、ステンレス鋼の網のような導電性金属基板上にある二酸化マンガンまたはリチ
ウム化二酸化マンガンを含んで成る陰極活物質のコーティングから成形される陰
極とを収納している。リチウム電池は、陽極板と陰極板との間に電解質透過性の
セパレータを有することができる。セパレータ板は典型的にはリチウム負極板の
両側に配置され、陰極板は一方のセパレータ板に対向配置され、それによって陽
極板および陰極板を絶縁する。使用する電解質は典型的には、非水溶媒に溶解さ
れたリチウムトリフルオロメタンスルホン酸塩（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）のようなリチ
ウム塩を含んで成る。複合電極は、例えば米国特許４，７０７，４２１に開示さ
れているように、螺旋状に巻かれて電池ケース内に挿入される。
【０００５】 円筒形ケースを有するリチウム電池は、様々なサイズとすることができるが、
一般的には通常のＡＡサイズのアルカリ電池の高さの約２／３またはそれより小
さい高さである。リチウム電池は、普通の亜鉛／二酸化マンガンアルカリ電池の
電圧の２倍である約３．０ボルトの電圧を有するとともに、アルカリ電池より高
いエネルギ密度（電池の体積１立方センチメートル当たりのワット時間）を有し
ている。一次リチウム電池は、多くの一般的な光学フラッシュカメラの電源とし
て広く用いられているが、このようなカメラには個々のアルカリ電池が供給する
ものよりも高い電圧および高い電力出力における動作が求められている。
【０００６】 そのようなアルカリおよびリチウム電池用の円筒形ケースは、良好な機械的強
度および耐食性を有するとともに、典型的にはニッケルメッキ冷間圧延鋼板また
はニッケルメッキステンレス鋼板のような鋼から製造される。円筒形ケースは、
典型的には平坦な金属薄板から成形される。この金属薄板は、その表面に円筒形
の通路開口を有したブロックダイ上の所定位置に保持される。通路開口は、ダイ
（ダイス）の厚みの一部を貫いている。平坦な金属薄板は、所望の形状および直
径のケースが得られるまで薄板上にパンチ（ポンチ）を作用させることにより、
一つまたは複数の加工ステージにおいて絞り加工される。
【０００７】 ケースを製造するために多段の加工ステージを用いる場合、通路開口の直径が
次第に小さくなっていくような一連のブロック状のダイを用いることができる。
したがって金属薄板は、その最初の寸法よりも小さい外径を有するカップ形状へ
と第１ステージにおいて押し込み（プレス）加工される。第１ステージのダイか
ら得られたカップ製品は、第１のダイの開口直径より小さい開口直径を有する第
２ステージのダイへと移載される。最後のステージにおいて成形された円筒形の
カップは、所望の形状、直径および長さである。
【０００８】 次いで、ケースには、上述した陽極活性材料、電解質および陰極活性材料が充
填される。それから、ケースの開口端には、絶縁物を具備した端子プレートを含
んで成る絶縁プラグのようなエンドキャップ組立体を配置することができる。陽
極または陰極のうちの一方がケースと電気的に接触し、他方が端子プレートと電
気的に接触する。ケースの開口端の周縁部はエンドキャップ組立体の周縁部にか
しめることができ、それによって絶縁体の一部分によりケースと端子プレートと
の間を密封することができる。かしめの間、ケースの一部は、しっかりとした密
封を提供するためにエンドキャップ組立体の周りに半径方向に圧縮することがで
きる。
【０００９】 円筒形電池は、活物質のために利用可能な内部容積の合計が、所与の電池サイ
ズの全体においてできる限り大きくなるように設計することが望ましい。このこ
とは電池容量および有効寿命の増加に結びつく。この目標を達成するために、例
えばエンドキャップ組立体を平らにしたり、小さい絶縁プラグを使用したりとい
った、エンドキャップ組立体の様々な設計が試みられてきた。そのような設計に
は限界がある。エンドキャップ組立体が典型的には絶縁プラグを具備しており、
かつしっかりとした密封を提供するべく、かしめ力に耐えるために十分に強くな
ければならないからである。
【００１０】 他の方法はケースの壁厚を減少させることである。ケースを成形するために従
来の方法を用いるときには、例えば上述したように薄板を押込加工すると、ケー
スの壁厚はその一端から他端まで一様となる。一定のしきい値より小さい壁厚に
ケースを製造すると、ケース開口端のケース周縁部をエンドキャップ組立体の縁
部に対して効果的にかしめることができない。例えば、そのケース周縁部の壁厚
があまりに薄くなると、周縁部はそのかしめ状態を保てなくなり、むしろその本
来のかしめ位置から半径方向にスプリングバックする傾向が生じる。
【００１１】 「スプリングバック」効果は、金属がプレス加工の間に薄くなった場合に生じ
る物理的な特性の変化の結果である。薄くなったケース周縁部は、エンドキャッ
プ組立体の周りにおけるかしめ力の緩み、およびケースとエンドキャップ組立体
と間の密封の漸進的な緩みに帰着する。このことは、電池からの電解質の漏れに
帰着するとともに周囲の湿度が電池内へと浸透することになるから、もちろん望
ましくない。また、ケースの周縁部の壁厚があまりに薄くなると、かしめ力が負
荷されたときに亀裂が入るおそれがある。
【００１２】 本発明の一つの態様は、例えば亜鉛を含んで成る陽極と、二酸化マンガンを含
んで成る陰極とを有したアルカリ電池、ないしはリチウム金属陽極と、二酸化マ
ンガンまたはリチウム化二酸化マンガンを含んで成る陰極とを有したリチウム電
池等の、電気化学電池用の円筒形ケースに向けられている。本発明によるケース
は、不均一な壁厚を有することによって特徴づけられる。本発明のケースは、１
つの電池サイズへに限定されることは意図されない。したがって、不均一な壁厚
を有する本発明のケースは、例えばＡＡＡＡ、ＡＡＡ、ＡＡ、Ｃ、Ｄ、（直径は
ＡＡ電池と同じであるがその長さが２／３である）２／３Ａサイズ、または（１
５ｍｍ×２５ｍｍの）ＣＲ２サイズといった任意のサイズの円筒形電池のケース
として用いることができるように、様々な全長および直径に作ることができる。
このように、本発明のケースは、約７〜３５ｍｍの外径および約２０〜６０ｍｍ
の長さを有した電池に特定の用途を有している。
【００１３】 このケースは、円筒形の本体表面と、開口端と、一体的に成形された閉鎖端と
を有している。閉鎖端は、電池の端子として機能する電池底部を形成する。底部
は、平坦とすることもできるが、その中央から突出する一体的に成形された突起
(pip) を有することもできる。その開口端においてケースの周縁部は、ケースの
本体部分から延びている。周縁部は、望ましくは３〜５ｍｍの長さを有する。好
ましくは、周縁部には、ケース本体の残りの部分の外径より大きい外径を有する
ように、段差が付けられる。ケースは、活物質が充填された後、端子プレートお
よび絶縁プラグから成るエンドキャップ組立体の上にその周縁部をかしめること
によって密封される。
【００１４】 本発明の１つの態様において、ケースの周縁部は、閉鎖端を形成するケース底
部の壁厚と同じ壁厚を有する。あるいは、ケースの周縁部はケース底部の壁厚よ
り大きな壁厚を有する。望ましくは、ケースの本体表面（ケースの周縁部を除く
）は、ケースの底部および周縁部の壁厚より小さい壁厚を有する。好ましい実施
例においては、ケースの本体表面（周縁部を除く）はケース底部の壁厚より小さ
い壁厚を有し、ケースの周縁部はケース底部の壁厚以上の壁厚を有する。
【００１５】 ケースは、好ましくは０．００３〜０．０１５インチ（０．０７６２〜４．３
８１ｍｍ）の壁厚のニッケルメッキ鋼である。好ましくは、ケース底部は約０．
００６〜０．０１５インチ（０．１５２〜０．３８１ｍｍ）の壁厚を有し、本体
表面（周縁部を除く）はケース底部の壁厚より約０．００２〜０．００５インチ
（０．０５０８〜０．１５２ｍｍ）小さい壁厚を有し、周縁部は約０．００６〜
０．０１５インチ（０．１５２〜０．３８１ｍｍ）の壁厚を有する。本体表面は
望ましくは約０．００３〜０．００８インチ（０．０７６２〜０．２０３ｍｍ）
、好ましくは０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の壁厚を有し、底部は約０．
００６〜０．０１５インチ（０．１５２〜０．３８１ｍｍ）、好ましくは０．０
０８８インチ（０．２２４ｍｍ）の壁厚を有し、周縁部は約０．００６〜０．０
１５インチ（０．１５２〜０．３８１ｍｍ）、好ましくは０．００９インチ（０
．２２９ｍｍ）の壁厚を有する。周縁部は、本体表面の壁厚より望ましくは約０
．００２〜０．００６インチ（０．０５０８〜０．１５２ｍｍ）大きい壁厚を有
する。
【００１６】 ケースは、望ましくは本発明の方法によって成形されるが、好ましくはニッケ
ルメッキ鋼である金属の平らな薄板が、先行する打抜工程において円形の平らな
薄板に切断される。円形の平らな薄板は、中間の押込ステーションに移送され、
１つまたは一連のダイのキャビティ内へと押し込まれて絞り加工される。
【００１７】 好ましくはカーバイド鋼の円柱状のパンチが用いられる。一連の同様な中間押込
工程を用いることができる。
【００１８】 一連の中間工程を用いる場合、１つのダイで成形されたカップは、減少した直
径のキャビティを有する次のダイへと移送される。カップは、減少した直径のパ
ンチを用いて、そのような次のダイのキャビティ内に押し込まれ、それによって
徐々に増加する長さおよび徐々に減少する直径のカップへとさらに絞り加工され
る。
【００１９】 各中間工程におけるパンチの外側表面とダイキャビティの内側表面との間の隙
間は、望ましくは約０．００６〜０．０１５インチ（０．１５２〜０．３８１ｍ
ｍ）であり、それは最初の平らな薄板の材料厚みの範囲である。各中間工程にお
けるパンチのダウンストロークの間にカップの表面上に作用するパンチの力は、
約１０００〜１５００重量ポンド（４４４８〜６６７２ニュートン）である。そ
のような隙間は、カップの壁厚のどの部分をも変えることなしにカップの直径を
減少させ、かつカップの長さを増加させることを可能とする。望ましくはカップ
の壁厚は、同様な中間押込工程において最初の平らな金属薄板の厚みとほぼ同じ
である。
【００２０】 そのような中間押込工程の最後に成形されたカップは仕上工程へ移送され、仕
上ダイのキャビティ内に押し込まれる。仕上工程において、カップは仕上ダイの
キャビティへとカップを押し込む円柱状パンチの１ストローク動作を受ける。仕
上ダイにおける押込加工は、カップの直径をさらに減少させるとともにカップの
長さをさらに増加させる。パンチが１ストローク動作によってカップを仕上ダイ
のキャビティ内に押し込むので、カップ本体（周縁部を除く）の壁厚がしごかれ
てその壁厚が減少する。
【００２１】 このように、カップ本体（カップの周縁部を除く）の壁厚は、種板（素材）の
厚みのまま変化しないことが望ましいカップ底部の壁厚より小さくなる。また、
パンチの同じ１ストローク動作の間、押込動作中に金属がカップの開口端部に向
かって絞られることにより、周縁部の壁厚は不変のままであるか、または、わず
かに増加する。
【００２２】 仕上工程におけるカップの表面上へのパンチ下降ストローク力は、約１５００
〜２５００重量ポンド（６，６７２〜１１，１２０のニュートン）である。仕上
げ工程におけるパンチ表面とダイキャビティの内側表面との間の隙間は、望まし
くは約０．００３〜０．００８インチ（０．０７６２〜０．２０３ｍｍ）である
。そのような隙間は、本体表面の壁厚が約０．００３〜０．００８インチ（０．
０７６２〜０．２０３ｍｍ）となるように、カップの本体表面の壁厚が所望通り
に減少することを助ける。
【００２３】 カップの本体表面の壁厚の減少は所与のサイズの電池の内部容積を増加させ、
それによってより多くの活物質を電池に挿入できるようにする。カップの本体表
面の壁厚の減少は、カップの開口端における周縁部の壁厚を減少させることなし
に達成される。このことは、ケース内に活物質を充填した後に電池の開口端に挿
入する端子エンドキャップ組立体上への周縁部のかしめの間において、しっかり
と密封された電池の達成をより容易なものとする。
【００２４】 本発明は、添付の図面を参照することによってより良く理解される。
【００２５】 図１に示したケースは、本発明の具体的な実施例の典型であり、例えば約７〜
３５ｍｍの外径および約２０〜６０ｍｍの全長を有する亜鉛／二酸化マンガンア
ルカリ電池またはリチウム電池のような電気化学電池のためのケースとして用い
るために設計された円筒形ケースの完成品を示している。ケース１０（図１）は
、成形された金属、好ましくはニッケルメッキ鋼の単一部品構造である。ケース
（カップ）１０は円筒形であり、、閉鎖端１５および開口端１７を有している。
ケース１０（図１）は、本体２０と、閉鎖端１５を形成している底部３０と、開
口端１７における周縁部４０とによって特徴づけられている。本体２０と、底部
３０および周縁部４０は一体的に形成されている。周縁部４０は、電池サイズに
かかわりなく約３〜５ｍｍの長さを有している。例えば、周縁部４０の長さのそ
のような範囲はＣＲ２サイズに加えてＡＡサイズの電池にも向いている。周縁部
４０は、その下側部分を形成している一体的に成形された中間表面５０によって
外側へと段差が付けられている。
【００２６】 ケース１０は、本体２０の壁厚が底部３０の壁厚より小さいこと、および周縁
部４０の壁厚が本体２０の壁厚より大きいことによって特徴づけられている。周
縁部４０は、望ましくは底部３０の壁厚と同じ壁厚、また望ましくは底部３０の
壁厚より更に大きい壁厚を有する。後者の場合、周縁部４０は、望ましくは底部
３０の壁厚と同じ壁厚、また望ましくは底部３０の壁厚より更に大きい壁厚を有
するが、それでも本体２０の壁厚は底部３０の壁厚より小さい。好ましい実施例
においては、完成品のケース１０は典型的にはＡＡまたはＣＲ２サイズのケース
であるが、その底部３０の壁厚は０．００８８インチ（０．２２４ｍｍ）であり
、本体２０の壁厚は０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）であり、周縁部４０の
壁厚は０．００９インチ（０．２２９ｍｍ）である。
【００２７】 所望のケース（カップ）１０は、有利には本発明の方法であるトランスファ製
法によって成形される。このトランスファ製法は、部分的に成形されたケースが
一連の押込ステーションにおいて順番に絞り加工される一連の工程を含んでいる
。各ステーションは、パンチおよびダイを有している。第１のカップは、円形の
平らな薄板を第１ステーションのダイ上に挿入することによって成形されるが、
そこにおいては平らな薄板をダイのキャビティ内に押し込むパンチの動作によっ
てカップに絞り加工する。
【００２８】 第１ステーションからのカップは第２ステーション（中間ステーション）内の
第２のダイへと移送され、そこにおいては第２のダイの開口内にそのカップを押
し込む第２のパンチの動作によってさらに絞り加工される。この工程においては
、カップの直径は減少しカップの長さは増加する。このことは、望ましくはカッ
プのあらゆる部分の壁厚を変えることなしに達成される。すなわち、第２（中間
）ステーションにおいて成形されたカップの壁厚は、望ましくは一様に種板の壁
厚と同じである。
【００２９】 第２のステーション内にで形されたカップは、選択的に１つまたは複数の同様
な中間絞りステーション、例えば第３のステーションへと移送することができる
。ここで、直径がより縮小されている第３のダイの開口にカップを押し込むパン
チの動作によって、カップの直径はさらに減少しかつその長さはさらに増加する
。第３ステーションにおいては、第２のステーションと同一または類似の方法で
、すなわち、望ましくはケースあらゆる部分の壁厚を変えることなしにカップの
直径が減少しかつその長さが増加する。各ステーションのパンチは、カーバイド
鋼製の円柱状の塊とすることができる。
【００３０】 同様に、第３のステーションで成形されたカップは、選択的に１つまたは複数
の付加的な中間ステーションへと移送することができる。例えば、第３のステー
ションで成形されたカップは第４および第５のステーションへと順番に移送する
ことができるが、そこにおいては、好ましくはカップのあらゆる部分の壁厚を変
えることなしにカップの直径がさらに減少しかつ長さがさらに増加する。最後の
中間ステーションで成形されたカップは、その次に仕上ステーションへ移送され
る。
【００３１】 仕上ステーションは、先行するステーションと同様にパンチおよびダイを備え
ている。最後の中間ステーションで成形されたカップは、仕上ステーションのダ
イの開口内に挿入される。仕上ステーションのダイの開口内にそのカップを押し
込む円柱状のパンチの動作は、さらにカップの直径を減少させかつカップの長さ
を増加させる。しかしながら、仕上ステーションのパンチおよびダイキャビティ
の壁の間の隙間は、カップがダイのキャビティ内に押し込まれるに連れてカップ
の壁厚の一部に変化が生じるように調整され、縮小されている。
【００３２】 望ましくは、カップが仕上ステーションでプレス加工されるときに、カップの
本体表面の壁厚は減少するがカップの底部の壁厚は不変である。また、カップが
仕上ステーションのダイキャビティ内に押し込まれるときに、カップの開口端に
おける周縁部の壁厚はカップの底部の壁厚と同じままとなる。好ましくは、若干
の金属がケースの周縁部へと絞られるので、カップの周縁部の壁厚は実際にカッ
プの底部の壁厚を上回るように増加する。このように、本発明の製法によって成
形したケース（カップ）１０は、種板としての平らな金属シート１６５（図３）
の厚みと同じ壁厚の底部３０を有する。完成したカップ（図１）は、その側壁２
０の壁厚が底部３０の壁厚より薄く、その周縁部４０の壁厚が底部３０の壁厚と
同じであり、好ましくはその周縁部４０の壁厚が底部３０の壁厚より大きい。
【００３３】 非限定的な実施例として意図される具体的な実施例においては、ＡＡサイズの
アルカリ電池用の円筒形ケースを製造することが望ましいと仮定する。このＡＡ
サイズのケースは、約１３．９ｍｍの外径および約４８．０ｍｍの長さを有する
。本発明の製法においては、ケース（カップ）１０が、好ましくはニッケルメッ
キ鋼である金属の種板としての平らな薄板１６０（図２）から一連の絞り加工工
程において成形される。ニッケルメッキ鋼板を用いる場合、それは約０．００８
インチの厚を有することができる。予備工程においては、平らな薄板１６０（図
２）がブロックダイ１３０の所定位置に固定される。ダイ１３０は、図２に示す
ようにブロックホルダ１８０内に収容することができる。ダイキャビティ１１０
は、最上部の開口端１１７および底部の開口端１１８を有している。
【００３４】 ブロックホルダ１８０は、ダイキャビティ１１０と同軸にそれを貫通する円柱
状の通路１８２を有している。このチャネル１８２は、底部の開口端１８５にお
いて終端している。このように、連続するチャネルがダイ１３０およびホルダ１
８０を貫通するように成形されている。ブロック状のダイ１３０は好ましくはコ
バルト工具鋼であり、ホルダ１８０はカーバイド鋼とすることができる。ブロッ
ク状のダイ１３０は、円筒形の本体１２２と、内側の壁１２０によって定められ
て本体１２２を貫通するるキャビティ１１０とを有している。内側の壁１２０は
円筒形である。
【００３５】 薄板１６０は、図２の予備ステーションに示されているように、ダイ１３０の
キャビティ１１０上の所定位置に固定される。パンチ１５０は、金属薄板１６０
の上方に同軸に配置されている。パンチ１５０は、液圧式にまたはモータで駆動
される。パンチ頭部１５０は、好ましくは円柱状のブロックカーバイド鋼であり
、キャビティ１１０内にぴったりと嵌合するように形作られている。好ましくは
パンチ１５０は、パンチ表面１５５とダイキャビティ壁１２０との間に約０．０
００５インチ（０．０１２ｍｍ）の隙間があるように、その寸法が定められてい
る。そのような隙間により、パンチ１５０がニッケルメッキ鋼板１６０をプレス
すると、円形の平らな部分１６５がそこから切断される。この切断された部分は
、本実施形態においてＡＡサイズの電池用ケースを製造することが望まれる場合
には、約２．１６０インチ（５４．８７ｍｍ）の直径を有する。
【００３６】 切断された薄板１６５は、それから第１のカップ成形ステーション（図３）へ
と移送されて、ダイ２３０のキャビティ２３２上に配置される。カーバイド鋼の
円柱状のパンチ２５０は、スリーブ２７０内にスライド自在に収容されている。
スリーブ２７０は、カーバイド鋼またはコバルト鋼とすることができる。カーバ
イド鋼のダイ２３０は、ブロックホルダ２８０に収容されている。ブロックホル
ダ２８０は、コバルト鋼とすることができる。ダイ２３０は、その本体を貫通す
る円柱状のキャビティ２３２を有している。このキャビティ２３２は、ダイの内
側の壁２２０によって定められている。このように、キャビティ２３２は最上部
の開口端２１７および底部の開口端２１８をダイに形成している。ダイ２３０は
また、ダイの最上部の開口端２１７において内側の壁２２０から外側に向かって
わずかに傾斜して延びる表面２４２を有している。
【００３７】 ブロックホルダ２８０は、ダイキャビティ２３２と同軸にそれを貫通する円柱
状の通路２８２を有している。このチャネル２８２は、底部の開口端２８５にお
いて終端している。このように、連続するチャネルがダイ２３０およびホルダ２
８０を貫通するように形成されている。パンチ２５０は、約１．２０インチ（３
０．５０ ｍｍ）の直径を有することができる。パンチ２５０の表面２５５とダ
イ２３０の内側の壁２２０との間の隙間は、望ましくは約０．００８８インチ（
０．２２４ｍｍ）である。ダイ２３０は、約３／８インチ（０．０１５ｍｍ）の
長さを有する。
【００３８】 好ましくはニッケルメッキ鋼である種板としての平らな円形の金属薄板１６５
は、ダイ２３０のキャビティ２３２上に配置される。外側表面２７２、チャネル
２８０および保持フランジ２７８を有するスリーブ２７０がパンチ２５０のため
に設けられている。パンチ２５０は、スリーブチャネル２８０内にスライド自在
に取り付けられている。スリーブ２７０は、その底縁２７５が金属薄板１６５の
縁部と接触するように、平らな薄板１６５の上方に配置されている。
【００３９】 金属薄板１６５がこのようにダイキャビティ２３２上に配置され、かつ薄板１
６５の縁部の上方にスリーブ２７２の縁部が配置されつつ、パンチ２５０は約１
５００ポンド（６，６７２ニュートン）の下降ストローク力で薄板１６５上へと
押圧される。パンチの力は、金属薄板１６５を僅かに加熱させるとともにダイキ
ャビティ２３２内へと押し込むことによって、その形をカップ２６０へと変形さ
せる。カップ２６０を成形すると直ちに、パンチ２５０およびスリーブ２７０は
ダイ２３０からの上昇ストロークによって後退する。
【００４０】 下降ストロークおよび上昇ストロークから成る一つのパンチサイクルは、典型
的には毎分約５０〜２００サイクルとすることができる。（下降ストロークおよ
び上昇ストロークの時間は典型的には同じである。）カップ２６０は、円筒状の
本体２６８、閉鎖（底部）端２６５および開口端２６２を有している。成形され
たカップ２６０の直径は、ダイキャビティ２３２の直径である約１．２５インチ
（３１．７０ｍｍ）である。このように、第１の押込動作は、望ましくは平らな
薄板１６５の直径を約４０％減少させる。
【００４１】 成形されたカップ２６０の長さは、約０．５インチ（１２．７ｍｍ）である。
カップ２６０の壁厚は、この第１の押込工程において種板１６５の厚みと同じま
まである。このように、カップ本体２６８およびカップ底部２６５の壁厚は一様
に平らな薄板１６５の厚み、すなわち０．００８８インチ（０．２２４ｍｍ）の
厚みに同じである。
【００４２】 カップ２６０は成形された後、ブロックホルダのチャネル２８２の底部を貫通
するようにピンを挿入することによってダイキャビティ２３２から押し出され、
ダイキャビティの最上部の開口端２１７を介して押し上げられる。カップ２６０
は、それから第２のまたは一連の中間押込ステーションへと移送される。中間押
込ステーションにおいては、カップの直径はさらに減少し、かつカップの長さは
さらに増加する。このことは、１つまたは一連の中間押込ステーションによって
達成することができる。そのような中間押込ステーションにおいては、カップの
壁厚、すなわちカップの閉じた底部２６５および本体表面２６８の厚みは望まし
くは変化しない。すなわち、カップの本体表面および閉じた底部の壁厚は、望ま
しくは種板１６５の厚みと同じままとなる。
【００４３】 第１のカップ成形ステーション（図３）で成形されたカップ２６０は、第２の
（中間）カップ成形ステーション（図４）へと移送される。図４に示されている
ステーションは、図３に示されているものと同様であり、かつ図３を参照して示
しかつ記載した部品および材料の全てと同じものを本質的に備えている。
【００４４】 すなわち、円柱状のパンチ３５０はスリーブ３７０内に収容されている。パン
チ３５０は、スリーブ３７０内においてスライド可能である。ダイ３３０は、図
３を参照して説明したものと同様なブロックホルダ３８０内に収容されている。
ダイ３３０は、その本体を貫通する円柱状のキャビティ２３２を有している。キ
ャビティ３３２は、ダイの内側の壁２２０によって定められている。このように
、キャビティ３３２は最上部の開口端３１７および底部の開口端３１８をダイ内
に形成している。ダイ３３０はまた、ダイ最上部の開口端３１７において、わず
かに傾斜した表面３４２を有している。傾斜面３４２は、内側の壁３２０から外
側に延びている。
【００４５】 ブロックホルダ３８０は、ダイキャビティ３３２と同軸に貫通する円柱状通路
３８２を有している。このチャネル３８２は、底部の開口端３８５において終端
している。このように、ダイ３３０およびホルダ３８０を貫通するように連続し
たチャネルが形成されている。パンチ３５０は、約０．９５８インチ（２４．３
３ｍｍ）の直径を有することができる。ダイ３３０は、約３／８インチ（０．０
１５ｍｍ）の長さを有することができる。パンチ３５０の表面３５５とダイキャ
ビティ３３２の壁３２０との間の隙間は、望ましくは約０．００８８インチ（０
．２２４ｍｍ）である。
【００４６】 カップ２６０は、ダイ３２０のキャビティ３３２の上方に配置される。スリー
ブ３７０は、スリーブ３７０の外側表面３７２がカップ本体２６８の内側の壁と
同一面上にあり、かつスリーブ３７０の底縁３７５がカップ底部２６５の内側表
面に当接するように、カップの開口端２６２を介してカップ２６０内に挿入され
る。カップ２６０とその内側のスリーブ３７２とは、カップ底部２６５の縁部が
ダイ３３０の最上部の開放端３１７において傾斜面３４２と当接するように、ダ
イキャビティ３３２の上方に配置される。カップ２６０をそのようにダイキャビ
ティ３３２の上方に配置しつつ、パンチ３５０はその底部がカップ底部２６５の
内側表面を押すようにカップ２６０内に押し込まれる。
【００４７】 パンチ３５０は、１５００ポンド（６６７２ニュートン）の下降ストローク力
でカップ２６０を押圧する。カップの内側底面２６５に対するパンチの押圧力は
、カップを僅かに加熱させつつダイキャビティ３３２内へと押し込み、それによ
ってカップ直径の減少およびカップ長さの増加を生じさせる。新たに再成形され
たカップは、カップ３６０として図示されている。カップ３６０が成形されると
直ちに、パンチ３５０は上昇ストロークにおいてダイキャビティ３３２から持ち
上げられてダイ３３０から離間する。下降ストロークおよび上昇ストロークから
成る１つのパンチサイクルは、典型的には毎分約５０〜２００サイクルである。
再成形されたカップ３６０は、円筒形の本体３６８、閉成（底部）端３６５およ
び開口端３６２を有している。再成形されたカップ３６０の直径は約０．９８０
インチ（２４．９０ｍｍ）である。
【００４８】 このように、第２の押込動作は、加工前のカップ２６０の直径を望ましくは約
２０％縮小する。再成形されたカップ３６０の長さは、約７／８インチ（２２．
２３ｍｍ）である。カップ３６０の壁厚は、この第２押込工程において加工前の
カップ２６０の壁厚と同じままである。したがって、カップ本体３６８およびカ
ップ底部３６５の壁厚は一様にカップ２６０の壁厚と同じであり、すなわち０．
００８８インチ（０．２２４ｍｍ）である。カップ３６０が成形されるとともに
パンチ３５０およびスリーブ３７０が後退した後、ブロック状のホルダのチャネ
ル３８２の底部を通してピンを挿入し、それによってダイキャビティ最上部の開
口端３１７を介してカップを上方に押し上げることにより、カップはダイキャビ
ティ３３２から押し出される。
【００４９】 再成形されたカップ３６０は、それから好ましくは２つの同様な中間ステーシ
ョンへと移送される。これらのステーションは、パンチの直径およびダイキャビ
ティの直径が次第に減少する点以外は、図４を参照して記載したものと同じ部品
および材料を備えることができる。ダイの上方へのカップの配置、パンチのスト
ロークおよびダイからのカップの取り出しに関する記載は、図４を参照して記載
したものと全て同じである。
【００５０】 詳しくは、カップ３６０は、パンチの直径が０．７６４インチ（１９．４０ｍ
ｍ）であること以外は第２のステーション（図４）について記載したものと同じ
部品を有する第３のステーション（図示せず）へと移送することができる。パン
チ表面とダイの内側の壁との間の隙間は、望ましく約０．００８８インチ（０．
２２４ｍｍ）である。パンチのストローク圧はまた、第２ステーション（図４）
において記載したものと同じとすることができる。カップは、その直径が０．７
８１インチ（１９．８３ｍｍ）に減少するとともにその長さが１ ５／１６イン
チ（１９．８３ｍｍ）へと増加するように、第３のステーションにおいて再成形
することができる。
【００５１】 第３ステーションで成形されたカップは、望ましくはその表面の全てにおいて
第２ステーションで成形されたカップと同じ０．００８８インチ（０．２２４ｍ
ｍ）の一様な壁厚を有する。すなわち、第３のステーションにおいては、カップ
のあらゆる部分の壁厚を変えることなしに、カップの直径が減少しカップの長さ
が増加する。すなわち、第３ステーションにおいて再成形されたカップの本体表
面および底部の壁厚は０．００８８インチ（０．２２４ｍｍ）のままである。
【００５２】 第３ステーションにおいて再成形されたカップは、それから同様な第４ステー
ションへと移送することができる。このステーションは、パンチの直径およびダ
イのキャビティの直径が再び減少している点を除いて、第３ステーションのそれ
と全て同じ部品および材料を有することができる。
【００５３】 パンチの直径は、０．６２９インチ（１５．９８ ｍｍ）とすることができる
。パンチの表面とダイの内側の壁との間の隙間は、望ましく約０．００８８イン
チ（０．２２４ ｍｍ）である。パンチのストローク圧はまた、第２ステーショ
ン（図４）にて記載したものに同じとすることができる。このカップは、その後
に仕上げステーション（図５）へと移送されるカップ４６０を製造するために、
第４ステーション（図示せず）において再成形することができる。
【００５４】 第４ステーションにおいて再成形されるカップ４６０は、第４ステーションに
おいて０．６４６インチ（１６．４０ｍｍ）へと減少した直径および１．７５イ
ンチ（４４．４５ｍｍ）へと増加した長さを有する。再成形されたカップ４６０
は、望ましくは第３ステーションから供給されたカップと同じ０．００８インチ
の一様な壁厚を有する。すなわち、この第４ステーションにおいては、カップの
あらゆる部分の壁厚を変えることなしに、カップの直径が減少しかつカップの長
さが増加する。
【００５５】 第４ステーションにおいてそのように再成形されたカップ４６０は、その次に
、図５に示されている仕上げステーションへと移送することができる。仕上げス
テーションは、図４に関して示しかつ記載したものと同様な部品および材料を備
えている。すなわち、パンチ５５０はカーバイド鋼の円柱状の塊である。ダイ５
３０はカーバイド鋼である。ホルダ５８０はコバルト鋼であり、スリーブ５７０
はカーバイド鋼である。しかしながら、先行するステーションとは異なり、この
仕上げステーション（図５）においては、カップの壁厚の一部が変化する。
【００５６】 詳しくは、図５を参照すると、円柱状のパンチ５５０がスリーブ５７０のチャ
ネル５８０内にスライド自在に取り付けられている。スリーブ５７０は、このス
リーブを保持し配置するための保持フランジ５７８を有している。ダイ５３０は
、そのダイ本体を貫通する円筒状の内側の壁表面５２０によって定められるキャ
ビティ５３２を有している。キャビティ５３２は、ダイ本体を貫通するとともに
ダイの上部および底部を通って延びて、最上部開口端５１７および底部端５１８
を形成している。ダイ５３０はまた、その最上部の開口端５１７においてフレア
状に拡がる傾斜面５４２を有している。この傾斜面５４２は、ダイキャビティの
壁５２０から外側に延びている。ダイキャビティの壁５１９の傾斜面５４２の直
ぐ下の部分は、完成したケース１０の周縁部４０に外向きの段差を生み出すため
に外側に拡がるように形作ることができる。
【００５７】 ブロックホルダ５８０は、ダイキャビティ５３２と同軸に貫通する円柱状通路
５８２を有している。チャネル５８２は、底部の開口端５８５において終端して
いる。したがって、連続したチャネルがダイ５３０およびホルダ５８０を貫通す
るように形成されている。パンチ５５０は、約０．５３０インチ（１３．４６ｍ
ｍ）の直径を有することができる。ダイ５３０は、約３／８インチ（９．５３ｍ
ｍ）の長さを有する。仕上げステーション（図５）におけるパンチ５５０の表面
５５５とダイ５３０の内側の壁５２０との間の隙間は、望ましくは約０．００６
インチ（０．１５２ｍｍ）である。
【００５８】 先行するステーションから供給されるカップ４６０は、ダイ５２０のキャビテ
ィ５３２の上方に配置される。スリーブ５７０は、スリーブ５７０の外側表面５
７２がカップ本体４６８の内側の壁と同一平面上にあり、スリーブの底縁５７５
がカップ底部４６５の内側表面に当接するように、カップ４６０の開口端４６２
に置かれる。カップ４６０およびその内側のスリーブ表面５７２は、カップ底部
４６５の縁部がダイ５３０の最上部の開放端５１７において傾斜面５４２と当接
するようにダイキャビティ５３２の上方に配置される。
【００５９】 カップ４６０をダイキャビティ５３２の上方にそのように配置しつつ、パンチ
の底部がカップ底部４６５の内側表面を押し、それによってこのカップを図５に
示すような完成したカップ１０へと再成形するように、パンチ５５０は１つの下
降ストロークにおいてカップ４６０内に押し込まれる。カップ４６０上へのパン
チの下降ストロークの作用は、カップの直径を減少させるとともにカップの長さ
を増加させ、ＡＡ電池のケースのために必要な直径および長さを有した完成した
カップ１０へと帰結する。
【００６０】 また、カップ４６０上へのパンチ５５０の下降ストロークは、完成品のカップ
１０に再成形するためにカップをダイキャビティ５３２内に押し込むときに、同
時にカップの本体表面４６８の壁厚を減少させる。このように、再成形された完
成品のカップ１０は、ダイキャビティ５３２（図５）内へとカップ４６０を押し
込むパンチ５５０の作用によって、０．００８８インチ（０．２２４ｍｍ）から
０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）へと減少した本体表面２０を有する。完成
品のカップ底部３０の壁厚は、望ましくは０．００８８インチ（０．２２４ｍｍ
）のまま不変である。
【００６１】 また、カップ４６０がダイキャビティ５３２内へと押し込まれると、カップの
周縁部４０には外側への段差が付けられる。段差が付けられた周縁部４０は、約
４ｍｍの長さを有する。段差が付けられている周縁部４０の壁厚は、供給された
カップ４６０の壁厚と同じまま、すなわち０．０８８インチ（０．２２４ｍｍ）
であるが、好ましくはカップ４６０がダイキャビティ５３２内へと押し込まれる
ときに実際に０．００９インチ（０．２２９ｍｍ）へと増加する。加工前の本体
表面４６８における０．００８８インチ（０．２２４ｍｍ）の壁厚に対する、０
．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の壁厚を有する完成した本体表面２０へと帰
着するカップの本体表面４６８の壁厚の減少は、ダイキャビティ５３２内にカッ
プ４６０を押し込むパンチ５５０の同じ１ストロークにおいて達成される。カッ
プの本体表面の壁厚の減少は、パンチ表面５５８とダイキャビティ壁５２０との
間の隙間を約０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の値まで縮小することによっ
て達成される。これは、例えば図４について記載したような先行するステーショ
ンに使用する隙間より少ない。
【００６２】 好ましくは、段差が付けられた周縁部の壁厚は、供給されたカップ４６０上へ
のパンチ５５０の同じ１回の下降ストロークの間に、０．００８８インチ（０．
２２４ｍｍ）から約０．００９インチ（０．２２９ｍｍ）へと増加する。このよ
うに、供給されたカップ４６０上へのパンチ５５０の同じ１回のストロークは、
同時にカップ本体の外径を約１３．９ｍｍに減少させるとともにカップの長さを
最終長さの約４８．５ｍｍに増加させる。これは、活物質をケースに挿入した後
にケースの周縁部を端末エンドキャップ上にかしめる前に、ＡＡ電池のケースと
して必要な直径および長さである。
【００６３】 パンチ５５０の表面とダイ５６０の内側の壁５２０との間の隙間の減少は、パ
ンチがカップ４６０をダイキャビティ５３２内に押し込むときに、カップの本体
側面４６８上に「しごき」効果を発生させる。そのような「しごき」作用は、０
．００８８インチ（０．２２４ｍｍ）から０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）
へ、さらには０．００３インチ（０．０７６２ ｍｍ）程度に小さい厚みへと側
壁の厚みを減少させる。カップ側壁４６８の「しごき」はまた、側壁を形成して
いるニッケルメッキ鋼のいくつかの物理的な特性を変化させ、主としてこの領域
内における鋼の硬度を増加させる。
【００６４】 仕上げ工程（図５）において単一の押込ストロークを使用するとともに、パン
チ５５０の表面とダイキャビティ壁５２０との間の隙間を約０．００３インチ（
０．０７６２ｍｍ）から０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）の間の値に制御す
れば、カップの側壁の壁厚をこのように減少させつつカップの周縁部４０の厚み
を同時に増加させることができるということがはっきりとした。周縁部の厚みの
増加は、パンチがカップ４６０を１つのストローク動作でダイキャビティ５３２
内へと押し込むときの、実際にカップの開口端の方へ移動する若干の金属の流れ
によって生じる。
【００６５】 図５に示す仕上げ工程によって得られたカップ１０は、段差を付けられた周縁
部４０から延びるフレア状部分４６３を有する。述したように電池組立体におい
て用いられる、外側に段差を付けられた周縁部４０を有する最終的に完成したケ
ース１０を成形するために、フレア状部分は切り取られる。ダイの最上部の開口
端５１７における傾斜面５４２は、図５に示すように外側に段差を付けられた周
縁部４０をもたらすように設計される。
【００６６】 本発明の製法によって成形された最終的なケース１０は、このように、ＡＡサ
イズのアルカリ電池のケースとして用いることができる改良されたケースとなる
。このケース１０は、本体表面（側壁）の厚みが減少しており、電池を組み立て
る間により多くの活物質をケース内に挿入することができるという点において、
従来技術のケースより有利である。このことは、ケースの周縁部の壁厚を減少さ
せないことによって達成される。
【００６７】 実際には、ケースの周縁部４０の壁厚は、図５を参照して記載した仕上げ工程
の間に上述したように増加する。このように、完成したケース１０の周縁部４０
は、カップ４６０がダイキャビティ５３２内へと押し込まれるときに「しごき」
およびそれに伴う壁厚の減少にはさらされない。したがって、周縁部は柔軟で曲
げやすいままであり、電池組立体の間に従来の方法で端子エンドキャップ上にか
しめられた後に「スプリングバック」する傾向を持たない。
【００６８】 本発明の製法について一連の押込工程を有する具体的な実施例に関して説明し
たが、ケースはより少い工程、例えば１つの中間工程のみを有した工程において
成形することができる。そのような他の実施例においては、例えば予め円形にカ
ットされているニッケルメッキ鋼の平らな金属薄板を、図３のカップ成形ステー
ションに関して説明した処理部品、材料および方法を使用して、部分的に成形さ
れたカップへと押込加工することができる。この一つの工程で成形したカップは
、図５に関して記載した仕上げ工程へ直接移送することができる。この仕上げ工
程は図５に関して上述したものとすることができ、本体表面の壁厚は減少してい
るが周縁部の壁厚が変化していないまたは増加しているような最終的なカップに
帰結する。そのような２工程の製法は、より短いケース、例えば、長さが約２５
ｍｍで直径が約１５ｍｍの一次リチウムＣＲ２電池に使用するケースを所望する
ときに特に魅力的である。
【００６９】 本発明のケース１０は、電気化学電池、例えばアルカリ電池を組み立てるとき
に用いることができる。このアルカリ電池は、本発明の上述した方法によって成
形された円筒形のケース１０を備えることができる。本発明の方法は、何らかの
特定の電池サイズの用途へと限定されることは意図されない。非限定的な実施例
として、本発明の方法によって製作された円筒形のケース１０は、図６に示され
ているＡＡ電池用のケースとして用いることができる。
【００７０】 ＡＡアルカリ電池１００（図６）は、その周縁部４０をエンドキャップ組立体
７９０上にかしめる前において約１３．９ｍｍの外径および約４８．５ｍｍの長
さを有する円筒形のケース１０を備えた、円筒形の電池である。ケース１０は、
その厚みが０．００８８インチ（０．２２４ｍｍ）である底部３０、０．００６
インチ（０．１５２ｍｍ）の壁厚を有する本体表面２０、および０．００９イン
チ（０．２２９ｍｍ）の壁厚を有する周縁部４０を有している。
【００７１】 例えば、電池１００は亜鉛を含んで成る陽極７８０、凝縮された二酸化マンガ
ンを含んで成る陰極７２０、および陽極内の水酸化カリウムを含んで成る電解質
を備えることができる。電池の化学作用を改良するために、従前通りに添加剤を
使用することができる。このアルカリ電池は、典型的にはレーヨンまたはセルロ
ースを含んで成る従来のアルカリ電池イオン多孔性セパレータ材料７７０を、陽
極７８０と陰極７２０との間に使用することができる。
【００７２】 陰極材料７２０は、以下の組成を有することができる。電解二酸化マンガン（
８０〜８６重量％）、黒鉛（７〜１０重量％）、および６〜１１規定の「水酸化
カリウム（ＫＯＨ）電解質水溶液」（５〜１５重量％）。水酸化カリウム電解質
水溶液は、好ましくは約１〜５重量％の酸化亜鉛を含むことができる。好ましい
陰極混合物は、約８２重量％の電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）、８重量％の黒鉛
、および約１〜５重量％の酸化亜鉛を含む７規定の通常水酸化カリウム電解溶液
を約１０重量％含むことができる。
【００７３】 ケースの閉鎖端１５は、図６に示すように一体的に成形された平らな底部３０
とすることができる。底部３０は、その中央から突出する一体的に成形された端
子突起部(pip)を有することができる。環状領域７７２を充填するために陰極７
２０を挿入した後、閉鎖端７７２および開口端７７４を有する筒状に構成された
セパレータ７７０はケース１０の中央キャビティ内に挿入される。セパレータ７
７０は、従来アルカリ電池に使用されている、例えばセルロースまたはレーヨン
材料のイオン多孔性セパレータ材料から構成することができる。
【００７４】 それから、湿ったスラリとすることができる陽極材料７８０を、中央キャビテ
ィ（陽極キャビティ）７８２内に射出することができる。陽極材料７８０は、水
銀を含まない（水銀無添加）亜鉛合金粉末を含むゲル化混合物とすることができ
る。そのような混合物は典型的には水酸化カリウム電解質水溶液、ゲル化剤、例
えばB.F.GoodrichのCARBOPOL C940のようなアクリル酸共重合体、ポリエトキシ
エステル界面活性剤、または米国特許５，４０１，５９０号（なお、その内容は
この参照によって本願明細書の開示に含まれるものとする）に記載されているよ
うな組成の陽極混合物を含むことができる。約１〜５重量％の酸化亜鉛を含んで
いる水酸化カリウム（７〜１１規定）の水溶液を含んで成る追加のアルカリ電解
質は、ケース１０内の陽極および陰極材料に加えることができる。
【００７５】 プラスチック絶縁ディスク７９２とそれに溶接された金属集電装置７９４を有
するエンドキャップ７９５とを備えたエンドキャップ組立体７９０は、ケース１
０の開口端１７に挿入することができる。エンドキャップ７９５は、その表面に
１つまたは複数の通気孔７９８を有することができる。また、プラスチック製の
絶縁ディスク７９２は、電池内に蓄積したガスが予め定めた値に達すると破裂す
るように設計された破壊可能な膜として機能する、一体的に配設された薄い領域
７９７を有することができる。ケース１０の周縁部４０は、例えば米国特許５，
１５０，６０２号に記載されている方法を適用することによって、絶縁ディスク
７９２の周縁部７９６およびエンドキャップ７９５の周縁部７９８の上にかしめ
ることができる。
【００７６】 プラスチック製絶縁ディスク７９２は、ポリプロピレン、タルク充填ポリプロ
ピレン、スルホン化ポリエチレンまたはナイロンとすることができる。集電装置
７９４は、集電装置の材料として有効であることが分かっている様々な周知の導
電金属、例えば黄銅、スズメッキ黄銅、青銅、銅またはインジウムメッキ黄銅か
ら選択することができる。集電装置７９４は、電池の長手方向の中心軸線７０５
と同軸に配設される。エンドキャップ７９５は、例えばニッケルメッキ冷間圧延
鋼またはステンレス鋼、好ましくはニッケルメッキ低炭素鋼のような良好な機械
的強度および耐食性を有する導電性の金属から造ることができる。
【００７７】 本発明を具体的な実施例に関して説明したが、変化が本発明の概念から逸脱す
ることなく変更が可能であることは理解されなければならない。したがって、本
発明は具体的な実施例に限定されることは意図されない。しかしながら、本発明
の範囲は請求項およびそれの均等物によってよりよく示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明よるケースの成形後における断面を示す立面図。
【図２】 平らな薄板を円形に切り抜く予備工程で用いる金型部品の分解斜視図。
【図３】 金属の円形の平らな薄板を部分的に成形されたカップへと絞り加工するための
第１の中間工程に用いる金型部品の分解斜視図。
【図４】 図３に示されている部分的に成形されたカップをさらに絞り加工するための第
２の中間工程に用いる金型部品の分解斜視図。
【図５】 図４の部分的に成形されたカップを完成したカップへとさらに絞り加工するた
めの仕上工程に用いる金型部品の分解斜視図。
【図６】 電池の完成品に用いられている本発明のケースの断面を示す立面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ジェイ、ルーカス アメリカ合衆国コネチカット州、ニュー、 ミルフォード、サリバン、ファーム、ロー ド、10 (72)発明者 キース、バックル アメリカ合衆国コネチカット州、サドバリ ー、アモス、ホワイト、ロード、108 Ｆターム(参考） 5H011 BB03 DD03 DD26 KK01 【要約の続き】 程において増加する。

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気化学電池のためのケースであって、円筒形の本体表面と、開口端と、前記
    本体表面と一体な閉鎖端と、前記開口端において前記本体表面から一体に延びる
    周縁部とを備え、 前記本体表面が前記閉鎖端の壁厚より小さい壁厚を有する、ことを特徴とする
    ケース。
  2. 【請求項２】 前記周縁部は、前記本体表面の外径より大きな外径を有するように外側に段差
    が付けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のケース。
  3. 【請求項３】 前記周縁部の長さが約３〜５ｍｍである、ことを特徴とする請求項２に記載の
    ケース。
  4. 【請求項４】 前記周縁部が前記本体表面の壁厚より大きい壁厚を有する、ことを特徴とする
    請求項２に記載のケース。
  5. 【請求項５】 前記周縁部の壁厚が、前記本体表面の壁厚より約０．００２〜０．００６イン
    チ（０．０５０８〜０．１５２ｍｍ）大きい、ことを特徴とする請求項４に記載
    のケース。
  6. 【請求項６】 前記本体表面の壁厚がその長さに沿って一様である、ことを特徴とする請求項
    １に記載のケース。
  7. 【請求項７】 前記閉鎖端の壁厚が約０．００６〜０．０１５インチ（０．１５２〜０．３８
    １ｍｍ）であり、 前記本体表面の壁厚が、前記閉鎖端の壁厚より約０．００２〜０．００５イン
    チ（０．０５０８〜０．１２７ｍｍ）小さい、ことを特徴とする請求項１に記載
    のケース。
  8. 【請求項８】 前記ケースがニッケルメッキ鋼を含んで成る、ことを特徴とする請求項１に記
    載のケース。
  9. 【請求項９】 前記ケースが約７〜３５ｍｍの外径および約２０ｍｍ〜６０ｍｍの長さを有す
    る、ことを特徴とする請求項１に記載のケース。
  10. 【請求項１０】 電気化学電池のための円筒形ケースを成形する方法であって、 (ａ)金属薄板の表面に当てられる第１の金属パンチのストロークによって第１
    のダイのキャビティ内に前記薄板を押し込み、それによって前記薄板を円筒形の
    本体表面と閉鎖端と開口端とを有するカップ形状へと絞り加工し、その際の前記
    本体表面および前記閉鎖端の壁厚が前記金属薄板の厚みと同じである工程と、 （ｂ）前記カップの内側表面に接触する第２の金属パンチのストロークによっ
    て第２のダイのキャビティ内に前記カップを押し込んで、さらに絞り加工された
    円筒形の本体表面と閉鎖端と開口端とを有するカップを製造し、その際の前記本
    体表面の壁厚がその閉鎖端の壁厚より小さい工程と、 を備えることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 前記工程（ｂ）において製造された前記さらに絞り加工されたカップが、前記
    工程（ａ）において成形されたカップの長さと直径よりも大きな長さと小さな外
    径とを有する、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記工程（ｂ）における前記押し込みの間に、段差付きの周縁部が成形され、 前記周縁部は、前記カップの開放端において前記本体表面から一体的に延びて
    おり、 前記周縁部の直径は、前記工程（ｂ）において成形される前記カップの本体表
    面の直径より大きい、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記工程（ｂ）において成形される前記周縁部が、前記本体表面の壁厚より大
    きい壁厚を有する、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記工程（ｂ）において成形される前記周縁部が約３〜５ｍｍの長さを有する
    、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記金属がニッケルメッキ鋼を含んで成る、ことを特徴とする請求項１０に記
    載の方法。
  16. 【請求項１６】 中間工程（ａ.１）をさらに備え、 前記工程(ａ)において成形されたカップは、このカップの内側表面に接触する
    金属パンチのストロークによって、このカップを中間ダイのキャビティ内へと押
    し込んで、さら絞り加工された円筒形の本体表面と閉鎖端と開口端とを有するカ
    ップを製造する前記中間工程（ａ. １）へ移送され、 前記工程（ａ.１）において成形されたカップは、前記工程(ａ)において成形
    されたカップの長さと直径よりも大きな長さと小さな直径とを有する、ことを特
    徴とする請求項１０に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記工程（ａ.１）において成形されるカップの前記本体表面および前記閉鎖
    端の壁厚は、前記工程(ａ)において成形されるカップの前記本体表面および前記
    閉鎖端の壁厚とそれぞれ同じである、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法
    。
  18. 【請求項１８】 前記工程（ｂ）において成形されるカップの前記閉鎖端の壁厚は約０．００６
    〜０．０１５インチ（０．１５２〜０．３８１ｍｍ）であり、 前記工程（ｂ）において成形されるカップの前記本体表面の壁厚は、前記工程
    （ｂ）において成形されるカップの前記閉鎖端の壁厚よりも約０．００２〜０．
    ００５インチ（０．０５０８〜０．１２７ｍｍ）小さい、ことを特徴とする請求
    項１０に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記第１の金属パンチが円筒状の表面を有し、 前記第１のパンチと前記第１のダイのキャビティの内側表面との間の隙間は０
    ．００６〜０．０１５インチ（０．１５２〜０．３８１ｍｍ）である、ことを特
    徴とする請求項１０に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記第２の金属パンチが円筒状の表面を有し、 前記第２のパンチと前記第２のダイのキャビティの内側表面との間の隙間が０
    ．００３〜０．０１５インチ（０．０７６２〜０．３８１ｍｍ）である、ことを
    特徴とする請求項１０に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記第２の金属パンチが円筒状の表面を有し、 前記第２のパンチと前記第２のダイのキャビティの内側表面との間の隙間が０
    ．００３〜０．００８インチ（０．０７６２〜０．２０３ｍｍ）である、ことを
    特徴とする請求項１０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記第１および第２のパンチがカーバイド鋼を含んで成る、ことを特徴とする
    請求項１０に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記工程（ａ）および（ｂ）における押し込み加工は、前記第１および第２の
    パンチの１回のストローク動作によって達成される、ことを特徴とする請求項１
    ０に記載の方法。
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