JP2004241186A

JP2004241186A - 電池用負極缶およびその製造方法

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Publication number: JP2004241186A
Application number: JP2003027054A
Authority: JP
Inventors: Morio Ishizaki; 守男石崎
Original assignee: ISHIZAKI PRESS KOGYO KK
Current assignee: ISHIZAKI PRESS KOGYO KK
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: US7514175B2; TW200419838A; KR20040071608A; JP3694506B2; KR100568773B1; US20040185337A1; CN1286196C; CN1519965A; TWI229470B; CA2456745A1

Abstract

【課題】電池の負極缶と正極蓋との固定部について十分な強度を得ることが可能な負極缶およびその製造方法を提供する。
【解決手段】側壁を備え、中心軸１７に沿って延びる筒状の負極缶１であって、側壁は、相対的に厚みの厚い厚肉部としての上端部２と、上端部２の厚みより相対的に厚みの薄い側壁薄肉部３とを有する。上端部２は側壁の端部に位置する。側壁薄肉部３は側壁において上端部２以外の部分である。側壁において、上端部２の外周面と中心軸１７との間の距離Ｌ３は、側壁薄肉部３の外周面と中心軸１７との間の距離Ｌ３と等しい。一方、側壁において、上端部２の内周面と中心軸１７との間の距離Ｌ１は、側壁薄肉部３の内周面と中心軸１７との間の距離Ｌ２より小さい。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電池の負極缶およびその製造方法に関し、より特定的には、負極缶と正極蓋との接合部について十分な強度を得ることが可能な負極缶およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、負極缶の内部に電池セルを収納し、負極缶の一方の開口部を正極蓋で密封した電池が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３１５４９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の負極缶は、以下のような問題があった。すなわち、外形寸法を一定にする一方で電池の容量を増大させるため、負極缶の側壁の厚みは極力薄いことが好ましい。一方、側壁の厚みを余り薄くすると、正極蓋を固定するために正極蓋の端部を挟むように負極間の端部を変形させた固定部の強度が低下してしまうという問題が発生していた。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、電池の負極缶と正極蓋との固定部について十分な強度を得ることが可能な負極缶およびその製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った電池用負極缶は、側壁を備え、中心軸に沿って延びる筒状の電池用負極缶であって、側壁は、相対的に厚みの厚い厚肉部と、厚肉部の厚みより相対的に厚みの薄い薄肉部とを有する。厚肉部は側壁の端部に位置する。薄肉部は側壁において厚肉部以外の部分である。側壁において、厚肉部の外周面と中心軸との間の距離は、薄肉部の外周面と中心軸との間の距離と等しい。一方、側壁において、厚肉部の内周面と中心軸との間の距離は、薄肉部の内周面と中心軸との間の距離より小さい。
【０００７】
このようにすれば、負極缶の側壁の端部を、正極蓋の端部を挟むように変形させて負極缶と正極蓋とを接続固定する場合に、負極缶と正極蓋との接合部を構成する負極缶の側壁の端部（厚肉部）の厚みが相対的に厚くなっているため、上記接合部の強度を十分高めることができる。
【０００８】
また、側壁の外周面について、厚肉部の外周面と中心軸との間の距離は、薄肉部の外周面と中心軸との間の距離と等しくなっているので、負極缶と正極蓋との接合部（厚肉部により構成される部分）が負極缶の側壁の薄肉部（他の部分）より外側に突出することを抑制できる。そのため、外形のサイズで規定された電池の規格に従った電池において、電池セルが収納される部分（側壁の薄肉部が位置する部分）について負極缶の側壁の外形寸法を電池の規格により決定される電池の外形寸法ぎりぎりまで大きくすることができる。このため、電池セルの体積を大きくすることができるので、電池の容量を大きくすることができる。
【０００９】
上記電池用負極缶では、側壁において、厚肉部と薄肉部との境界部の内周面が、薄肉部における側壁の内周面に対して傾斜していてもよい。
【００１０】
この場合、厚肉部の内周面と薄肉部の内周面とを滑らかな表面（境界部の内周面）でつなぐことができる。このため、厚肉部と薄肉部との境界部に鋭角な角部などが形成されないので、電池の製造工程において負極缶を加工する場合に、この角部に応力が集中して負極缶が破損するといった危険性を低減できる。
【００１１】
この発明に従った電池用負極缶の製造方法は、材料を準備する工程と、筒状体形成工程と、厚み変更工程と、加工工程とを備える。材料を準備する工程では、得られるべき電池用負極缶の形状に対応した材料部材を準備する。筒状体形成工程では、中心軸に沿って延びるとともに側壁を有する筒状体となるように材料部材を変形させる。厚み変更工程では、側壁に対してプレス加工を行なうことにより、側壁において、側壁の端部に位置し相対的に厚みの厚い厚肉部と、厚肉部以外の部分であって厚肉部の厚みより相対的に厚みの薄い薄肉部とを形成する。加工工程では、側壁にプレス加工を行なうことにより、厚肉部の外周面と中心軸との間の距離を、薄肉部の外周面と中心軸との間の距離と等しくする一方、厚肉部の内周面と中心軸との間の距離を、薄肉部の内周面と中心軸との間の距離より小さくする。
【００１２】
このようにすれば、本発明に従った負極缶を容易に製造できる。
上記電池用負極缶の製造方法は、厚み変更工程の後であって加工工程の前に、側壁における厚肉部の厚みを変更する工程を備えていてもよい。この場合、側壁の厚肉部の厚みを任意に変更することが可能となる。
【００１３】
上記電池用負極缶の製造方法では、厚み変更工程において形成される薄肉部の厚みは、得られるべき電池用負極缶の側壁における薄肉部の厚みと等しくてもよい。
【００１４】
この場合、厚み変更工程で側壁の薄肉部の最終的な厚みを決定するので、厚み変更工程の後工程などで側壁の薄肉部となるべき部分について厚みを変更するためのプレス加工を薄肉部に対して行なう必要がなく、側壁の厚肉部となるべき部分のみをプレス成形すればよい。このため、プレス加工に伴って薄肉部となるべき部分に傷などが発生する危険性を低減できる。
【００１５】
上記電池用負極缶の製造方法において、厚み変更工程は、側壁のうち薄肉部となるべき部分をプレス成形することにより、薄肉部となるべき部分の厚みを薄くする工程を含んでいてもよい。
【００１６】
この場合、厚肉部となるべき部分をプレス成形せずに厚み変更工程を実施する前の厚みのままに維持しておけば、容易に厚肉部と薄肉部とを形成できる。
【００１７】
上記電池用負極缶の製造方法では、厚み変更工程おいて、厚肉部の外周面と中心軸との間の距離が薄肉部の外周面と中心軸との間の距離より大きくなるように、プレス加工が行なわれてもよい。また、加工工程は、側壁の厚肉部の外周面と中心軸との間の距離および厚肉部の内周面と中心軸との間の距離をそれぞれ小さくするように、厚肉部に対してプレス加工を行なうことを含んでいてもよい。
【００１８】
この場合、厚肉部を中心軸側に移動させるようにプレス加工を行なうことで、厚肉部が外周側に突出したような筒状体から、本発明に従った電池用負極缶を容易に得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、本発明に従った電池の外装缶部材である負極缶を示す斜視模式図である。図２は、図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図である。図３は、図２の領域ＩＩＩを示す部分拡大断面模式図である。図４は、図１〜図３に示した負極缶を用いて製造した電池を示す斜視模式図である。図５は、図４の領域Ｖを示す部分拡大断面模式図である。図１〜図５を参照して、本発明による負極缶およびその負極缶を用いた電池を説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明による電池の外装缶部材である負極缶１は円筒形状を有している。図２からもわかるように、負極缶１の上部は開口部となっている一方、その開口部と対向する（上記開口部と反対側に位置する）部分には底壁４が形成されている。図２および図３からもわかるように、負極缶１の側壁においては、開口部に近い側の端部である上端部２の厚みＴ１（図３参照）が、上端部２以外の部分である側壁薄肉部３の厚みＴ２よりも厚くなっている。
【００２２】
また、上端部２および側壁薄肉部３の最外周面は、図２からもわかるようにその断面が略同一直線上に位置するように形成されている。つまり、厚肉部としての上端部２においては、負極缶１の側壁が負極缶１の内周側にΔＴ（図３参照）だけ側壁薄肉部３より突出した状態となっている。
【００２３】
また、異なる観点から言えば、負極缶１の側壁の内周表面においては、上端部２と側壁薄肉部３との境界部に段差部１５が形成された状態となっている。上端部２（すなわち側壁薄肉部３の厚みＴ２よりも厚い厚みＴ１を有する厚肉部）の長さＬ（図３参照）は任意に決定することができる。
【００２４】
また、異なる観点から言えば、図２に示すように、負極缶１の上端部２の外周面と負極缶１の中心軸１７との間の距離Ｌ３は、側壁薄肉部３の外周面と中心軸１７との間の距離Ｌ３と等しく、一方、負極缶１の上端部２の内周面と負極缶の中心軸１７との間の距離Ｌ１は、側壁薄肉部３の内周面と中心軸１７との間の距離より小さくなっている。また、負極缶１の内径や外径を用いて言えば、上端部２の外径と側壁薄肉部３の外形とはともに等しい外径Ｄ３である一方、上端部２の内径Ｄ１は側壁薄肉部３の内径Ｄ２より小さくなっている。
【００２５】
上述した本発明に従った電池用負極缶の構成を要約すれば、電池用負極缶としての負極缶１は、側壁を備え、中心軸１７（図２参照）に沿って延びる筒状の電池用負極缶であって、側壁は、相対的に厚みの厚い厚肉部としての上端部２と、上端部２の厚みより相対的に厚みの薄い薄肉部としての側壁薄肉部３とを有する。上端部２は側壁の端部に位置する。側壁薄肉部３は側壁において上端部２以外の部分である。側壁において、上端部２の外周面と中心軸１７との間の距離（外径Ｄ３の半分）は、側壁薄肉部３の外周面と中心軸１７との間の距離（外径Ｄ３の半分）と等しい。一方、側壁において、上端部２の内周面と中心軸１７との間の距離Ｌ１は、側壁薄肉部３の内周面と中心軸１７との間の距離Ｌ２より小さい。
【００２６】
このようにすれば、後述するように電池のかしめ部７（図５参照）の強度を向上させることができる。
【００２７】
また、上記負極缶１では、側壁において、厚肉部としての上端部２と側壁薄肉部３との境界部（段差部１５）の内周面１８が、側壁薄肉部３における側壁の内周面に対して傾斜している。このため、上端部２と側壁薄肉部３との境界部がなめらかな表面を有する（鋭角な角部などが形成されない）ので、電池の製造工程において負極缶１を加工する場合に、この角部に応力が集中して負極缶１が破損するといった危険性を低減できる。
【００２８】
次に、図４および図５を参照して、図１に示した負極缶を適用した電池の構造を説明する。図４に示すように、本発明による負極缶１を適用した電池５は、負極缶１の内部に電池セル１０（図５参照）を配置した後、負極缶１の上部の開口部に正極蓋６を配置し、この正極蓋６と負極缶１とをガスケット１２（図５参照）を介してかしめることにより形成されたかしめ部７によって密封接合することにより得られる。このかしめ部７の構造を、図５を用いてより詳しく説明する。
【００２９】
図５に示すように、電池５（図４参照）においては、負極缶１の内部に電池セル１０を配置している。そして、負極缶１の上端部においては、電池セル１０の上部表面よりも上に位置する部分を負極缶１の内周側に凹ませることによって凹部１１が形成されている。この凹部１１は、負極缶１の全周に亘って形成されている。
【００３０】
負極缶１の開口部には、電池セル１０の上部表面上に位置する領域に負極缶１の開口部を塞ぐように安全弁９が配置されている。この安全弁９上にはＰＴＣ８（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）が配置されている。ＰＴＣ８上には導電体からなる正極蓋６が配置されている。正極蓋６は電池セル１０の正極端子（図示せず）と電気的に接続されている。そして、この正極蓋６、ＰＴＣ８および安全弁９は、樹脂などの絶縁体からなるガスケット１２により把持された状態で固定されている。ガスケット１２は、負極缶１の上端部２（図２参照）の端部を図５に示すように負極缶１の内周側に折り曲げることにより、負極缶１の上端部により把持固定されている。また、このかしめ部７において負極缶１の上端部が折り曲げられることにより、ガスケット１２の位置を固定するとともに、正極蓋６、ＰＴＣ８および安全弁９をガスケット１２によって把持された状態としている。なお、本発明による負極缶１は、リチウムイオン電池、マンガン電池、ニッカド（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル水素電池など、任意の電池に対して適用できる。
【００３１】
図３に示すように、上端部２の厚みＴ１は側壁薄肉部３の厚みＴ２より厚くなっている。このため、図５に示したようにかしめ部７を形成するため上端部２が負極缶１の内周側に曲げ加工を施された後であっても、上端部２の厚みＴ３は負極缶１の側壁薄肉部３の厚みＴ２よりも厚くなっている。
【００３２】
このように、かしめ部７を構成する負極缶１の側壁の上端部２の厚みＴ３が他の部分である側壁薄肉部３の厚みＴ２よりも厚くなっているので、かしめ部７において上端部２を曲げ加工した後、このかしめ部７の強度を十分高くしておくことができる。
【００３３】
また、図２に示すように負極缶１の側壁において上端部２と側壁薄肉部３との最外周面は、中心軸１７の延びる方向に沿って延びる同一面上に位置するように構成されている。そのため、図４および図５に示したように、電池５を構成するためにかしめ部７を形成した後であっても、かしめ部７を構成する上端部２の最外周面である負極缶表面１４と、側壁薄肉部３の最外周面である負極缶表面１３とは、中心軸に沿って延びる同一面上に位置している。つまり、図５に示すように、電池５（図４参照）の断面形状においては、上端部２の負極缶表面１４と側壁薄肉部３の負極缶表面１３とが１つの線分１６と重なるようになっている。
【００３４】
このため、かしめ部７を形成した場合に、かしめ部７を構成する負極缶１の側壁の上端部２の負極缶表面１４から中心軸１７（図２参照）までの距離が、電池セル１０を収納する領域の壁面を構成する側壁薄肉部３の最外周面である負極缶表面１３から中心軸１７（図２参照）までの距離よりも大きくなることを避けることができる（かしめ部７の外径が、電池セル１０を収納した部分の外径より大きくなることを避けることができる）。このため、かしめ部７の外径の最も大きな部分（最大外径部）を電池の規格最大外径以内とするために、電池セル１０が収納された部分である負極缶１の側壁薄肉部３の最大外径を電池の規格最大外径よりも小さくするというような対応を行なう必要はない。そのため、側壁薄肉部３の外径を規格最大外径まで大きくすることができるので、電池セル１０を収納する部分の体積を規格ぎりぎりまで大きくすることができる。したがって、電池５（図４参照）の容量を大きくすることができる。
【００３５】
上述した本発明による負極缶の効果を、比較例の負極缶を用いた電池と対比しながらより具体的に説明する。図６は、本発明の比較例としての負極缶を示す断面模式図である。図６は図２に対応する。図７は、図６に示した負極缶を用いて製造した電池のかしめ部を示す部分拡大断面模式図である。図７は図５に対応する。
【００３６】
図６および図７に示すように、負極缶２０として、側壁２１の厚みが略一定となったものを用いると、図７に示すようにかしめ部７を構成する側壁の厚みＴ４と電池セル１０が収納された部分の負極缶２０（図６参照）の側壁２１の厚みとが略等しくなる。ここで、負極缶２０の側壁２１の厚みは、電池の規格サイズ内で電池セル１０の容量を最大限まで大きくするために、その厚みを極力薄くすることが望まれる。このため、側壁２１の厚みは電池セル１０を保持するのに十分な強度を有する厚みであって極力薄く設定される。
【００３７】
しかし、かしめ部７では、ガスケット１２を保持するとともに、ガスケット１２を介して正極蓋６、ＰＴＣ８および安全弁９を保持することが可能なように、かしめ部７を構成する負極缶２０（図６参照）の側壁２１の部分には十分な強度が求められる。ところが、上述のように側壁２１の厚みは極力薄く設定されるため、図６および図７に示した負極缶２０を用いた場合には、かしめ部７の強度を十分に高くすることが難しい。一方、図５に示した本発明による負極缶を用いた電池のかしめ部７では、上端部２の厚みＴ３が側壁薄肉部３の厚みＴ２よりも厚くなっているため、かしめ部７の強度を図７に示した場合よりも十分高くすることができる。
【００３８】
また、図１〜図５に示した本発明による負極缶は、図８および図９に示した第２の比較例としての負極缶２５と比較した場合でも既に述べたように電池の容量を大きくすることができるという効果を有する。以下説明する。
【００３９】
図８は、第２の比較例としての負極缶を示す断面模式図である。図８は図２に対応する。図９は、図８に示した負極缶を用いて製造した電池のかしめ部を示す部分拡大断面模式図である。図９は図５に対応する。
【００４０】
図８からもわかるように、第２の比較例の負極缶２５は、側壁が、相対的に厚い厚みを有する上端部２６と、相対的に薄い厚みを有する側壁薄肉部３とから構成されている。しかし、図８に示した負極缶２５においては、上端部２６の外周面が側壁薄肉部３の外周面と比較して負極缶２５の外周側に突出した状態となっている。また、負極缶２５の側壁の内周面については、上端部２６および側壁薄肉部３の内周面がほぼ同一面上に位置するように構成されている。
【００４１】
図８に示したような負極缶を用いて図４に示したような電池を製造した場合、図９に示すように、かしめ部７においては上端部２６の厚みＴ５が側壁薄肉部３の厚みＴ２よりも厚いため、図６および図７に示した負極缶を用いた場合よりもかしめ部７の強度を高くすることが可能である。しかし、図８からもわかるように、上端部２６の外周面は負極缶２５の外周側に突出した状態となっている。そのため、かしめ部７を形成した後であっても上端部２６の最外周面である負極缶表面１４が負極缶２５の側壁薄肉部３の最外周面である負極缶表面１３よりも負極缶２５の外周側へと長さＴ６だけ突出した状態となる。すなわち、かしめ部７における電池の中心軸から負極缶表面１４までの距離が、側壁薄肉部３の最外周面である負極缶表面１３から電池の中心軸までの距離よりも長さＴ６だけ長くなる。
【００４２】
既に述べたように、電池の規格はその最大外径で決まる。そのため、この規格に適合するため電池の最大外径がかしめ部７の負極缶表面１４の位置で決定されると、電池セル１０を収納する部分の側壁である側壁薄肉部３の負極缶表面１３と電池の中心軸との間の距離を長さＴ６だけ小さくする必要がある。この結果、図５に示した本発明による負極缶を用いた電池よりも、図９に示した電池では電池セル１０の体積が小さくなる。
【００４３】
一方、図５に示した本発明による負極缶を用いた電池においては、図９に示した比較例としての負極缶を用いた電池に比べて、側壁薄肉部３の負極缶表面１３と電池の中心軸との間の距離を電池の規格の最大外径まで大きくできる。このため、電池セル１０の体積を大きくすることができる。この結果、電池の容量を大きくすることができる。
【００４４】
次に、図１〜図３に示した本発明による負極缶の製造方法を説明する。図１０〜図１４は、図１〜図３に示した負極缶の製造方法を説明するための断面模式図である。図１０〜図１４を参照して、図１〜図３に示した負極缶の製造方法を説明する。
【００４５】
まず、図１０に示したように、得られるべき電池用負極缶の形状に対応した材料部材を準備する工程として、負極缶の材料となる板状の材料３０を準備する。板状の材料３０は得られるべき電池用負極缶の形状に対応した材料部材であって、その平面形状が円形である。なお、図１０〜図１４においては、板状の材料３０および形成される負極缶が中心軸１７を中心として対称な形状を有しているため、中心軸１７から向かって左側の部分のみを表示している。
【００４６】
次に、図１１に示したように、カップ状の凹部３５が形成されたダイ３２ａとポンチ３１ａとの間に板状の材料（図１０参照）を配置した後、ダイ３２ａに対してポンチ３１ａを矢印３４に示す方向に相対的に移動させる。このようにして、板状の材料３０（図１０参照）をダイ３２ａの凹部３５の内壁面の形状に沿うように塑性変形するプレス工程を実施する。この結果、板状の材料３０（図１０参照）は塑性変形してカップ状の材料３３（図１参照）となる。この後、矢印３４に示した方向とは逆方向にポンチ３１ａをダイ３２ａから相対的に離れるように移動させる。そして、ダイ３２ａの凹部３５からカップ状の材料３３を取出す。このようにして、中心軸１７に沿って延びるとともに側壁を有する筒状体（カップ状の材料３３）となるように材料部材（板状の材料３０（図１０参照））を変形させる筒状体形成工程を実施する。
【００４７】
その後、凹部３５の深さが異なる他のダイおよびそのダイに対応する他のポンチを用いて、カップ状の材料３３の深さが深くなるように、図１１に示した工程と同様のプレス工程を複数回実施する。
【００４８】
その後、図１２に示すように、深さＤ１の凹部３５が形成されたダイ３２ｂと、この凹部３５の底壁にまで到達可能な長さを有し、凹部３５の内部に挿入することができる太さのポンチ３１ｂとの間にカップ状の材料３３を配置する。そしてダイ３２ｂに対してポンチ３１ｂを矢印３４に示す方向に相対的に移動させることにより、カップ状の材料３３を凹部３５の内壁面に沿う形状となるように塑性変形するプレス加工工程を実施する。
【００４９】
このとき、凹部３５の深さＤ１が、形成される負極缶１（図１参照）の側壁薄肉部３の長さＨ１と略等しくなるように、凹部３５の形状は決定されている。つまり、カップ状の材料３３の側壁のうち側壁薄肉部３となるべき部分をプレス成形することにより、側壁薄肉部３となるべき部分の厚みを薄くする工程を実施している。また、図１２に示すように、上記プレス加工工程では、厚肉部３６の外周面と中心軸１７との間の距離が、側壁薄肉部３の外周面と中心軸１７との間の距離より大きくなるように、プレス加工が行なわれている。この結果、カップ状の材料３３の上部には側壁薄肉部３より厚みの厚い、長さＨ２である厚肉部３６が形成される。側壁薄肉部３の長さＨ１と厚肉部３６の長さＨ２とを合計した長さＨは、得られるべき電池用負極缶の長さ（高さ）と等しい。
【００５０】
この結果、カップ状の材料３３の側壁には、厚みＴ２を有する側壁薄肉部３と、この側壁薄肉部３の厚みよりも厚い厚みを有する厚肉部３６とが形成される。
【００５１】
形成される側壁薄肉部３の厚みＴ２は、得られるべき電池用負極缶の側壁における側壁薄肉部３（図３参照）の厚みＴ２と等しくなっている。このようにすれば、後工程で側壁薄肉部３に対してダイやポンチによりプレス加工を行なう必要が無いので、後工程において側壁薄肉部３に傷などが発生する危険性を低減できる。
【００５２】
この後、ポンチ３１ｂを凹部３５の内部から矢印３４に示した方向とは逆方向に相対的に移動させることにより除去する。そして、カップ状の材料３３を凹部３５の内部から取出す。このようにして、カップ状の材料３３の側壁に対してプレス加工を行なうことにより、側壁において、側壁の端部に位置し相対的に厚みの厚い厚肉部３６と、厚肉部３６以外の部分であって厚肉部３６の厚みより相対的に厚みの薄い側壁薄肉部３とを形成する厚み変更工程が実施される。
【００５３】
次に、図１３に示すように、厚肉部３６の厚みを決定する工程を実施する。具体的には、開口部が形成されたダイ３２ｃとポンチ３１ｃとの間にカップ状の材料３３を配置する。ダイ３２ｃの開口部では、図１３に示すようにプレス成形した際に、カップ状の材料３３の側壁薄肉部３と対向する内周面と中心軸１７との間の距離が距離Ｒ１となっている。また、ダイ３２ｃの開口部では、図１３に示すようにプレス成形した際に、カップ状の材料３３の厚肉部３６と対向する内周面（ダイ表面３７）と中心軸１７との間の距離が距離Ｒ２となっている。距離Ｒ２は距離Ｒ１より大きい。また、ダイ３２ｃの開口部において、側壁薄肉部３と対向する内周面と、厚肉部３６と対向する内周面とは、それぞれ中心軸１７を中心とした円周状の面となっている。また、ダイ３２ｃの開口部において、側壁薄肉部３と対向する内周面と、厚肉部３６と対向する内周面との接合部の表面形状は、側壁薄肉部３と厚肉部３６との接合部の外周面から中心軸１７までの距離が滑らかに変化するようなテーパ状となっている。
【００５４】
そして、矢印３４に示す方向にダイ３２ｃに対してポンチ３１ｃを相対的に移動させる。このようにして、厚肉部３６をダイ３２ｃの開口部の内周面とポンチ３１ｃの表面３９との間で押圧して塑性変形させることにより、厚肉部３６の厚みＴ８を任意に決定できる。具体的には、この工程において厚肉部３６の厚みＴ８を得られるべき電池用負極缶の厚肉部としての上端部２（図２参照）の厚みとなるように決定してもよい。
【００５５】
この後、ダイ３２ｃに対してポンチ３１ｃを矢印３４に示した方向と逆方向に相対的に移動させることによりダイ３２ｃの開口部からポンチ３１ｃを除去する。そして、ダイ３２ｃの開口部からカップ状の材料３３を除去する。このようにして、カップ状の材料３３の側壁における厚肉部３６の厚みを変更する工程が実施される。
【００５６】
次に、厚肉部を負極缶の内周側に突出させて上端部２を形成する工程を実施する。具体的には、図１４に示すように、中心軸１７からの距離Ｒ１を半径とする円筒状の開口部が形成されたダイ３２ｄとポンチ３１ｄとの間にカップ状の材料３３を配置する。そして、ダイ３２ｄに対して矢印３４に示す方向にポンチ３１ｄを相対的に移動させることにより、カップ状の材料３３の上端部２の外周表面の位置が側壁薄肉部３の外周表面の位置と略同一面上に位置するとともに、上端部２の内周面がカップ状の材料３３の内周側に突出するように、カップ状の材料３３の上端部２を塑性変形させる。
【００５７】
このようにして、カップ状の材料３３の側壁にプレス加工を行なうことにより、上端部２の外周面と中心軸１７との間の距離Ｒ１を、側壁薄肉部３の外周面と中心軸１７との間の距離と等しくする一方、上端部２の内周面と中心軸１７との間の距離Ｒ３を、側壁薄肉部３の内周面と中心軸１７との間の距離より小さくする加工工程が実施される。図１４に示した加工工程では、カップ状の材料３３の側壁の厚肉部としての上端部２の外周面と中心軸１７との間の距離Ｒ１および厚肉部としての上端部２の内周面と中心軸１７との間の距離Ｒ３をそれぞれ小さくするように、上端部２に対してプレス加工を行なっている。
【００５８】
このとき、ポンチ３１ｄの外径は、上端部２の厚みＴ１が図１に示した負極缶の上端部２の厚みＴ１となるように決定されている。また、図１４から分かるように、側壁薄肉部３の内周面とポンチ３１ｄの外周面との間には隙間３８が形成されている。なお、ポンチ３１ｄの先端側であって側壁薄肉部３と対向する部分の外周面を、上端部２に対向するポンチ３１ｄの部分の外周面より中心軸１７側にずれるように（外径（または幅）が小さくなるように）形成してもよい。このようにすれば、ポンチ３１ｄを矢印３４に示した方向とは逆方向にダイ３２ｄから相対的に移動させる際に、容易にポンチ３１ｄをダイ３２ｄの開口部の内部から抜き取ることができる。
【００５９】
このようにして、電池用負極缶となるべきカップ状の材料３３では、その底壁の外周面からの高さが高さＨ１までの部分である側壁薄肉部３と、側壁薄肉部３上に位置し、相対的に厚い厚みＴ１を有する長さＨ２の上端部２とを形成できる。
【００６０】
この後、カップ状の材料３３の上端部２上に位置する不要な部分を切断して除去することにより（カップ状の材料３３の底壁外周面からの高さが、得られる負極缶１の高さＨとなる部分でカップ状の材料３３の側壁を切断することによって、材料３３の底壁外周面からの高さが高さＨより高い部分を除去することにより）、図１に示すような負極缶１を得ることができる。つまり、得られる負極缶の高さは図１４に示した高さＨとなる。
【００６１】
なお、図１２〜１４から分かるように、図１２に示したダイ３２ｂに形成された開口部（凹部３５）の内周面から中心軸１７までの距離、図１３に示したダイ３２ｃに形成された開口部の壁面のうち材料３３の側壁薄肉部３と対向する部分の内周面から中心軸１７までの距離、および図１４に示したダイ３２ｄに形成された開口部の内周面から中心軸１７までの距離は、いずれも距離Ｒ１（得られるべき負極缶の外周面と中心軸１７との間の距離）と等しい値となっている。
【００６２】
また、上述した実施の形態では電池の負極缶を用いて説明しているが、本発明は電池の正極缶についても適用可能である。つまり、電池の正極缶を図１〜図３に示したような構造としてもよい。つまり、本発明は電池の負極缶および正極缶を含む電池用缶部材に適用できる。
【００６３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６４】
【発明の効果】
このように、電池用負極缶において、側壁の端部を内周側に突出する厚肉部とすることにより、電池用負極缶を用いた電池において正極蓋と電池用負極缶との接合部の強度を十分高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った電池の外装缶部材である負極缶を示す斜視模式図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図である。
【図３】図２の領域ＩＩＩを示す部分拡大断面模式図である。
【図４】図１〜図３に示した負極缶を用いて製造した電池を示す斜視模式図である。
【図５】図４の領域Ｖを示す部分拡大断面模式図である。
【図６】本発明の比較例としての負極缶を示す断面模式図である。
【図７】図６に示した負極缶を用いて製造した電池のかしめ部を示す部分拡大断面模式図である。
【図８】第２の比較例としての負極缶を示す断面模式図である。
【図９】図８に示した負極缶を用いて製造した電池のかしめ部を示す部分拡大断面模式図である。
【図１０】図１〜図３に示した負極缶の製造方法の第１工程を説明するための断面模式図である。
【図１１】図１〜図３に示した負極缶の製造方法の第２工程を説明するための断面模式図である。
【図１２】図１〜図３に示した負極缶の製造方法の第３工程を説明するための断面模式図である。
【図１３】図１〜図３に示した負極缶の製造方法の第４工程を説明するための断面模式図である。
【図１４】図１〜図３に示した負極缶の製造方法の第５工程を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
１負極缶、２上端部、３側壁薄肉部、４底壁、５電池、６正極蓋、７かしめ部、８ＰＴＣ、９安全弁、１０電池セル、１１凹部、１２ガスケット、１３，１４負極缶表面、１５段差部、１６線分、１７中心軸、１８内周面、２０負極缶、２１側壁、２５負極缶、２６上端部、３０，３３材料、３１ａ〜３１ｄポンチ、３２ａ〜３２ｄダイ、３４矢印、３５凹部、３６厚肉部、３７ダイ表面、３８隙間、３９表面。

Claims

側壁を備え、中心軸に沿って延びる筒状の電池用負極缶であって、
前記側壁は、
前記側壁の端部に位置し、相対的に厚みの厚い厚肉部と、
前記厚肉部以外の部分であって、前記厚肉部の厚みより相対的に厚みの薄い薄肉部とを有し、
前記側壁において、前記厚肉部の外周面と前記中心軸との間の距離は、前記薄肉部の外周面と前記中心軸との間の距離と等しい一方、前記厚肉部の内周面と前記中心軸との間の距離は、前記薄肉部の内周面と前記中心軸との間の距離より小さい、電池用負極缶。
前記側壁において、前記厚肉部と前記薄肉部との境界部の内周面は、前記薄肉部における前記側壁の内周面に対して傾斜している、請求項１に記載の電池用負極缶。
得られるべき電池用負極缶の形状に対応した材料部材を準備する工程と、
中心軸に沿って延びるとともに側壁を有する筒状体となるように前記材料部材を変形させる筒状体形成工程と、
前記側壁に対してプレス加工を行なうことにより、前記側壁において、前記側壁の端部に位置し相対的に厚みの厚い厚肉部と、前記厚肉部以外の部分であって前記厚肉部の厚みより相対的に厚みの薄い薄肉部とを形成する厚み変更工程と、
前記側壁にプレス加工を行なうことにより、前記厚肉部の外周面と前記中心軸との間の距離を、前記薄肉部の外周面と前記中心軸との間の距離と等しくする一方、前記厚肉部の内周面と前記中心軸との間の距離を、前記薄肉部の内周面と前記中心軸との間の距離より小さくする加工工程とを備える、電池用負極缶の製造方法。
前記厚み変更工程の後であって前記加工工程の前に、前記側壁における前記厚肉部の厚みを変更する工程を備える、請求項３に記載の電池用負極缶の製造方法。
前記厚み変更工程において形成される前記薄肉部の厚みは、得られるべき電池用負極缶の側壁における薄肉部の厚みと等しい、請求項３または４に記載の電池用負極缶の製造方法。