JP2011060672A - Manufacturing device and manufacturing method for battery, and battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極端子を、絶縁部材を介して貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記ケースとが結合される電池、ならびにその製造装置および製造方法に関する。 In the present invention, the electrode terminal is inserted into the through-hole through the insulating member, and the burring portion is fitted in an annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side on the outer periphery of the burring portion in the through-hole. The present invention relates to a battery in which the electrode terminal and the case are coupled by pressing from the outside of the case to cause plastic deformation, and a manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof.
リチウムイオン二次電池などの電池においては、ケース内に発電要素が収納され、前記発電要素に接続された電極端子が、前記ケースに形成された貫通孔を通じて外部へ突出する構成のものが知られている。
前記ケースは、例えば一面が開口する有底筒形状の収納部と、平板状に形成され前記収納部の開口面を塞ぐ蓋部とを備えており、前記電極端子が貫通する貫通孔は前記蓋部に形成されている。前記電極端子は、該電極端子が貫通する貫通孔の部分で前記蓋部と結合されている。
電極端子と前記電極端子が結合される蓋部の貫通孔との間には、電極端子が抜け落ちないための抜け止め性や、両者間の絶縁性や、電極端子と蓋部との接続部からケース内部に充填された電解液が漏れ出ないためのシール性などが必要とされる。
In a battery such as a lithium ion secondary battery, it is known that a power generation element is housed in a case, and an electrode terminal connected to the power generation element protrudes to the outside through a through hole formed in the case. ing.
The case includes, for example, a bottomed cylindrical storage portion whose one surface is open, and a lid portion that is formed in a flat plate shape and closes the opening surface of the storage portion, and the through hole through which the electrode terminal passes is the lid. It is formed in the part. The electrode terminal is coupled to the lid at a portion of a through hole through which the electrode terminal passes.
Between the electrode terminal and the through hole of the lid part to which the electrode terminal is coupled, the electrode terminal does not fall out, the insulation between them, and the connection part between the electrode terminal and the lid part. A sealing property is required so that the electrolyte filled in the case does not leak.
特に、二次電池の場合は、ケース内で充放電による内圧の変化があり、例えば発電要素に内部短絡が生じた場合などの異常時には内圧が大きく上昇することがある。さらに、ケースが缶ケースにて構成された二次電池では、缶ケース自体の強度が大きいことから電極端子と蓋部との結合部分に大きな力がかかることとなる。 In particular, in the case of a secondary battery, there is a change in internal pressure due to charging / discharging in the case, and the internal pressure may increase greatly when there is an abnormality such as when an internal short circuit occurs in the power generation element. Furthermore, in the secondary battery in which the case is configured by a can case, since the strength of the can case itself is large, a large force is applied to the coupling portion between the electrode terminal and the lid portion.
従って、電極端子は蓋部に対して次のような接結合造にて接続されている。
つまり、前記蓋部における貫通孔の周縁部に、ケースの外方へ向けて立ち上がるバーリング部を形成し、前記電極端子を絶縁部材を介して前記貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記蓋部とを結合している。
このようにプレスされたバーリング部により前記電極端子および絶縁部材がカシメられることとなり、抜け止め性や絶縁性やシール性などを確保することが可能となっている。
Therefore, the electrode terminal is connected to the lid portion by the following tangential structure.
That is, a burring portion that rises toward the outside of the case is formed at the peripheral portion of the through hole in the lid portion, and the electrode terminal is inserted into the through hole via an insulating member, and the burring portion in the through hole The electrode terminal and the lid portion are coupled by pressing the burring portion from the outside of the case and plastically deforming it with the annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side being fitted to the outer periphery of the case. ing.
The electrode terminal and the insulating member are caulked by the burring portion pressed in this way, and it is possible to secure a retaining property, an insulating property, a sealing property, and the like.
前記バーリング部をケースの外方からプレスして前記電極端子および絶縁部材をカシメることによる前記電極端子と蓋部との結合は、具体的には図41〜図43に示すように行われている。
つまり、ケース130の蓋部132には貫通孔133が形成されており、貫通孔133の周縁部にはケース130の外方へ向けて立ち上がるバーリング部134が形成されている。
The connection between the electrode terminal and the lid portion by pressing the burring portion from the outside of the case and caulking the electrode terminal and the insulating member is specifically performed as shown in FIGS. Yes.
That is, a through-
そして、図41に示すように、バーリング部134が形成される貫通孔133に、電極端子140の下部に位置する固定部143を絶縁部材150を介して挿入するとともに、バーリング部134の外周に該バーリング部134を外周側から拘束する環状部材135を嵌装した状態とする。
また、電極端子140を絶縁部材150を介して貫通孔133に挿入するとともに、バーリング部134に環状部材135を嵌装した状態の蓋部132の内面(図41における下面)側には、蓋部132の内面に当接して該蓋部132を支持するダイ160を配置し、電極端子140が貫通孔133挿入された箇所におけるケース130の外方(図41における上方)にパンチ170を配置する。
Then, as shown in FIG. 41, a
In addition, the
次に、図42に示すように、パンチ170をバーリング部134側(下方)へ移動し、パンチ170によりバーリング部134の先端面(上端面)を外方から押圧してプレスする。この場合、パンチ170は、バーリング部134の先端面における内周側部分をプレスし、バーリング部134の先端面における外周側の一部はプレスされない。
バーリング部134がプレスされると、該バーリング部134の内周面が内側(絶縁部材150側)へ膨出して、図43に示すように、内側へ膨出した膨出部134aにより絶縁部材150および電極端子140がカシメられることとなる。
このようにして、バーリング部134をプレスすることにより電極端子140を絶縁部材150とともにカシメることで、抜け止め性や絶縁性やシール性などを確保しつつ電極端子140と蓋部132とが結合されている。
Next, as shown in FIG. 42, the
When the
In this manner, the
また、前記電極端子とケースの蓋部とを結合する構成としては、蓋部に外向きに設けられる筒状の保持部に、絶縁用樹脂を介して電極端子を挿入し、電極端子および絶縁用樹脂が挿入された状態の保持部を外周側からカシメることにより、前記電極端子と蓋部とを結合する構成が特許文献1に開示されている。 The electrode terminal and the lid portion of the case may be coupled to each other by inserting the electrode terminal into the cylindrical holding portion provided outward from the lid portion via an insulating resin, and the electrode terminal and the insulating lid portion. Patent Document 1 discloses a configuration in which the electrode terminal and the lid portion are coupled by caulking the holding portion in a state where the resin is inserted from the outer peripheral side.
前述のように、前記バーリング部の先端面をケースの外方からプレスして前記電極端子と蓋部とを結合する際には、バーリング部の内側への膨出量が適正となるように、パンチのバーリング部に対する押圧量(押圧ストローク)を設定している。
しかし、前記電極端子、絶縁部材、バーリング部、および環状部材などといった各部材には寸法公差があるため、内径や外径の寸法が公差の上限または下限付近にある各部材が組み合わされて、各部材間(例えば絶縁部材とバーリング部との間や、バーリング部と環状部材との間や、絶縁部材と電極端子との間)の隙間が極小さくなった場合には、パンチにてバーリング部をプレスした際のプレス荷重が大きくなりすぎることがある。
つまり、カシメられる部分における各部材が密に配置されていて、各部材間の隙間が小さくなっている場合には、プレスされたバーリング部が膨出するスペースも小さくなるため、同じストロークでバーリング部を押圧したとしても、各部材間の隙間が大きい場合に比べるとプレス荷重が大きくなってしまう。
As described above, when the tip end surface of the burring portion is pressed from the outside of the case and the electrode terminal and the lid portion are coupled, the amount of bulging inside the burring portion is appropriate. The pressing amount (pressing stroke) for the burring portion of the punch is set.
However, since each member such as the electrode terminal, the insulating member, the burring portion, and the annular member has a dimensional tolerance, each member having an inner diameter or an outer diameter that is near the upper limit or lower limit of the tolerance is combined. If the gap between the members (for example, between the insulating member and the burring portion, between the burring portion and the annular member, or between the insulating member and the electrode terminal) becomes extremely small, The press load at the time of pressing may become too large.
In other words, when each member in the caulking portion is closely arranged and the gap between each member is small, the space for the pressed burring portion to bulge is also small, so the burring portion is the same stroke. Is pressed, the press load becomes large as compared with the case where the gap between the members is large.
ここで、バーリング部がパンチによりプレスされると、バーリング部におけるパンチが当接した箇所(内周側部分)が下方へ押し込まれるが、プレス荷重が適正である場合には、バーリング部の外周側部分は押し込まれることなく、プレス前と同じ位置に留まる(図43に示す状態)。
一方、プレス荷重が大きすぎた場合、パンチによりバーリング部をプレスすると、バーリング部におけるパンチが当接した箇所(内周側部分)が下方へ押し込まれるとともに、バーリング部の外周側部分も下方へ移動することとなる(図44に示す状態)。つまり、パンチが当接するバーリング部の内周側部分がパンチの押圧力により塑性変形して外周側部分に対して凹陥するのに加えて、バーリング部が全体的に下方へ押し下げられる。
Here, when the burring portion is pressed by the punch, the portion (inner peripheral side portion) where the punch in the burring portion abuts is pushed downward, but if the press load is appropriate, the outer peripheral side of the burring portion The portion is not pushed in and remains in the same position as before pressing (state shown in FIG. 43).
On the other hand, when the burring part is pressed with a punch when the press load is too large, the part (inner peripheral side part) where the punch contacts in the burring part is pushed downward and the outer peripheral part of the burring part also moves downward. (The state shown in FIG. 44). That is, in addition to the inner peripheral portion of the burring portion with which the punch abuts being plastically deformed by the pressing force of the punch and being recessed with respect to the outer peripheral portion, the burring portion is entirely pushed downward.
このように、バーリング部の内周側部分に加えて外周側部分までもが下方へ押し込まれると、バーリング部の内周面が内側へ膨出するだけでなく、バーリング部の下部に余肉が生じることとなる。
また、バーリング部の外周側部分が下方へ押し込まれるほどではなくとも、プレス荷重が過大であった場合には、バーリング部の内側への膨出量を超える余肉がバーリング部の下部に生じることとなる。
バーリング部の形成部分を含む蓋部の内面(下面)には該蓋部を支持するダイが当接し、バーリング部の内周面には絶縁部材が当接し、バーリング部の外周面は環状部材により拘束されているため、バーリング部の下部に生じた余肉は、前記蓋部を通じてバーリング部の外周側へ逃げ、これにより蓋部に歪が生じることとなる。
蓋部に歪が生じると、収納部と蓋部とを接合してケースを構成する際に、収納部と蓋部との接合部の密閉性が低下するおそれがあり、電池の信頼性低下の一因となり得る。
As described above, when the outer peripheral side portion is pushed downward in addition to the inner peripheral side portion of the burring portion, not only the inner peripheral surface of the burring portion bulges inward, but also an extra wall is formed at the lower portion of the burring portion. Will occur.
In addition, even if the outer peripheral side portion of the burring portion is not pushed downward, if the press load is excessive, a surplus exceeding the amount of bulging inward of the burring portion may occur in the lower portion of the burring portion. It becomes.
A die that supports the lid portion is in contact with the inner surface (lower surface) of the lid portion including the burring portion forming portion, an insulating member is in contact with the inner peripheral surface of the burring portion, and the outer peripheral surface of the burring portion is formed by an annular member. Since it is restrained, the surplus generated in the lower part of the burring part escapes to the outer peripheral side of the burring part through the lid part, and this causes distortion in the lid part.
If the lid part is distorted, when the case is formed by joining the storage part and the cover part, the sealing property of the joint part between the storage part and the cover part may be lowered, and the reliability of the battery may be reduced. It can contribute.
そこで、本発明においては、バーリング部のプレス荷重が大きくなり過ぎて、バーリング部に余肉が生じた場合などでも、蓋部などのケースに歪を生じさせることがない電池の製造装置、製造方法、および電池を提供するものである。 Therefore, in the present invention, a battery manufacturing apparatus and manufacturing method that does not cause distortion in a case such as a lid even when the press load of the burring portion becomes excessively large and extra burring occurs in the burring portion. And a battery.
上記課題を解決する電池の製造装置、製造方法、および電池は、以下の特徴を有する。
すなわち、請求項1記載のごとく、発電要素を収納するとともに、外方へ向けて立ち上がるバーリング部を有する貫通孔が形成されたケースと、前記発電要素に接続され、前記ケースの貫通孔を通じて前記ケースの外部に突出する電極端子とを備え、前記電極端子を絶縁部材を介して前記貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記ケースとが結合される電池の製造装置であって、前記バーリング部形成部分を含む前記ケースの内面に当接するダイと、前記バーリング部をケースの外方からプレスするパンチとを備え、前記ダイは、前記バーリング部形成部分に相当する箇所に、前記パンチによるバーリング部のプレスにより生じる余肉を収納可能な余肉収納手段を備える。
これにより、バーリング部に対するプレス荷重が過大となったときに、バーリング部のプレスにより生じる余肉を余肉収納手段に収納することができ、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
A battery manufacturing apparatus, a manufacturing method, and a battery for solving the above problems have the following characteristics.
That is, as described in claim 1, a case in which a power generation element is housed and a through-hole having a burring portion that rises outward is formed, and the case is connected to the power generation element and passes through the through-hole of the case. And an electrode member that is inserted into the through hole through an insulating member, and an annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side is fitted to the outer periphery of the burring portion in the through hole. A battery manufacturing apparatus in which the electrode terminal and the case are coupled by pressing the burring portion from the outside of the case and plastically deforming in a mounted state, including the burring portion forming portion. A die that contacts the inner surface of the case; and a punch that presses the burring portion from the outside of the case, wherein the die includes the burring portion A portion corresponding to formation portion comprises a excess thickness storage unit capable of storing the excess material resulting from the pressing of the burring portion by the punch.
As a result, when the press load on the burring part becomes excessive, the surplus material generated by pressing the burring part can be stored in the surplus storage means, and the case such as the lid is prevented from being distorted or deformed. it can.
また、請求項2記載のごとく、前記余肉収納手段は、前記ダイのバーリング部形成部分に相当する箇所に設けられ、前記バーリング部の立ち上がり方向へ移動可能な当接片と、前記当接片を前記ケースの内面側へ付勢する付勢部材とを有する。
これにより、バーリング部に蓋部と電極端子との結合に必要な膨出部を確実に形成しつつ、バーリング部のプレスにより生じる余肉を余肉収納手段に収納して、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
Further, as described in claim 2, the surplus storage means is provided at a location corresponding to the burring portion forming portion of the die, and is movable in the rising direction of the burring portion, and the abutting piece. And an urging member that urges the case toward the inner surface side of the case.
As a result, the bulging part necessary for coupling the lid part and the electrode terminal is securely formed in the burring part, while the surplus generated by pressing the burring part is stored in the surplus storage means, and the case such as the lid part Can be prevented from being distorted or deformed.
また、請求項3記載のごとく、前記余肉収納手段は、前記ダイのバーリング部形成部分に相当する箇所に形成され、前記ケースの内面側に開口する凹陥部である。
これにより、ダイに余肉収納手段を容易に設けることができる。
According to a third aspect of the present invention, the surplus storage means is a recessed portion that is formed at a location corresponding to the burring portion forming portion of the die and opens to the inner surface side of the case.
Thereby, the surplus storage means can be easily provided in the die.
また、請求項4記載のごとく、前記パンチのバーリング部への当接面は、前記電極端子側に位置する部分が、前記環状部材側に位置する部分よりも、バーリング部側へ突出している。
これにより、プレス中にバーリング部が外周側へ押圧され、バーリング部の外周面と環状部材の内周面との間の摩擦抵抗が高くなるため、バーリング部がプレス方向へ摺動し難くなり、バーリング部に生じる余肉を減少させて、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the contact surface of the punch with the burring portion, the portion located on the electrode terminal side protrudes toward the burring portion side than the portion located on the annular member side.
Thereby, during pressing, the burring portion is pressed to the outer peripheral side, and the frictional resistance between the outer peripheral surface of the burring portion and the inner peripheral surface of the annular member is increased, so that the burring portion is difficult to slide in the pressing direction, It is possible to reduce the surplus thickness generated in the burring portion and prevent the case such as the lid from being distorted or deformed.
また、請求項5記載のごとく、発電要素を収納するとともに、外方へ向けて立ち上がるバーリング部を有する貫通孔が形成されたケースと、前記発電要素に接続され、前記ケースの貫通孔を通じて前記ケースの外部に突出する電極端子とを備え、前記電極端子を絶縁部材を介して前記貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記ケースとが結合される電池の製造方法であって、前記バーリング部をプレスする際に、プレスによりバーリング部に生じた余肉を、プレス方向へ逃がす。
これにより、バーリング部に対するプレス荷重が過大となったときに、バーリング部のプレスにより生じる余肉を余肉収納手段に収納することができ、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
Further, as described in claim 5, a case in which a power generation element is housed and a through hole having a burring portion rising outward is formed, and the case is connected to the power generation element and passes through the through hole of the case. And an electrode member that is inserted into the through hole through an insulating member, and an annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side is fitted to the outer periphery of the burring portion in the through hole. A battery manufacturing method in which the electrode terminal and the case are coupled by pressing the burring portion from the outside of the case and plastically deforming the burring portion when the burring portion is pressed. , The surplus generated in the burring portion by pressing is released in the pressing direction.
As a result, when the press load on the burring part becomes excessive, the surplus material generated by pressing the burring part can be stored in the surplus storage means, and the case such as the lid is prevented from being distorted or deformed. it can.
また、請求項6記載のごとく、前記プレスによりバーリング部に生じた余肉を、前記バーリング部のプレス時に前記ケースの内面側を支持するダイにおける、バーリング部形成部分に相当する箇所に設けられ、前記バーリング部の立ち上がり方向へ移動可能な当接片と、前記当接片を前記ケースの内面側へ付勢する付勢部材とを有する余肉収納手段へ逃がす。
これにより、バーリング部に蓋部と電極端子との結合に必要な膨出部を確実に形成しつつ、バーリング部のプレスにより生じる余肉を余肉収納手段に収納して、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
Further, as described in claim 6, surplus generated in the burring portion by the press is provided at a location corresponding to the burring portion forming portion in the die that supports the inner surface side of the case when pressing the burring portion, It escapes to the surplus storage means which has the contact piece which can move to the standing direction of the said burring part, and the urging member which urges | biases the said contact piece to the inner surface side of the said case.
As a result, the bulging part necessary for coupling the lid part and the electrode terminal is securely formed in the burring part, while the surplus generated by pressing the burring part is stored in the surplus storage means, and the case such as the lid part Can be prevented from being distorted or deformed.
また、請求項7記載のごとく、前記プレスによりバーリング部に生じた余肉を、前記バーリング部のプレス時に前記ケースの内面側を支持するダイに形成され、前記ケースの内面側に開口する凹陥部へ逃がす。
これにより、ダイに余肉収納手段を容易に設けることができる。
In addition, as described in claim 7, the surplus generated in the burring portion by the pressing is formed in a die that supports the inner surface side of the case when the burring portion is pressed, and is a recessed portion that opens to the inner surface side of the case. To escape.
Thereby, the surplus storage means can be easily provided in the die.
また、請求項8記載のごとく、前記バーリング部をプレスするパンチのバーリング部への当接面は、前記電極端子側に位置する部分が、前記円環状部材側に位置する部分よりも、バーリング部側へ突出している。
これにより、プレス中にバーリング部が外周側へ押圧され、バーリング部の外周面と環状部材の内周面との間の摩擦抵抗が高くなるため、バーリング部がプレス方向へ摺動し難くなり、バーリング部に生じる余肉を減少させて、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
The contact surface of the punch for pressing the burring portion with respect to the burring portion is such that the portion located on the electrode terminal side is more burring portion than the portion located on the annular member side. Protrudes to the side.
Thereby, during pressing, the burring portion is pressed to the outer peripheral side, and the frictional resistance between the outer peripheral surface of the burring portion and the inner peripheral surface of the annular member is increased, so that the burring portion is difficult to slide in the pressing direction, It is possible to reduce the surplus thickness generated in the burring portion and prevent the case such as the lid from being distorted or deformed.
また、請求項9記載のごとく、発電要素を収納するとともに、外方へ向けて立ち上がるバーリング部を有する貫通孔が形成されたケースと、前記発電要素に接続され、前記ケースの貫通孔を通じて前記ケースの外部に突出する電極端子とを備え、前記電極端子を絶縁部材を介して前記貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記ケースとが結合される電池であって、前記プレスによりバーリング部に生じた余肉が、前記ケースにおけるバーリング部形成部分の内方へ突出している。
これにより、バーリング部のプレス時に、バーリング部に生じた余肉がバーリング部の外周側へ流れることが防止され、歪や変形がない蓋部などのケースを備えた電池を構成することができる。
Further, as described in claim 9, a case in which a power generation element is housed and a through-hole having a burring portion that rises outward is formed, and the case is connected to the power generation element and passes through the through-hole of the case. And an electrode member that is inserted into the through hole through an insulating member, and an annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side is fitted to the outer periphery of the burring portion in the through hole. In the mounted state, the burring portion is pressed from the outside of the case to be plastically deformed, whereby the electrode terminal and the case are connected to each other. , Projecting inward from the burring portion forming portion of the case.
Thereby, when pressing the burring part, it is possible to prevent a surplus generated in the burring part from flowing to the outer peripheral side of the burring part, and it is possible to configure a battery including a case such as a lid part without distortion or deformation.
また、請求項10記載のごとく、前記ケースにおけるバーリング部の外周位置に溝が形成される。
これにより、バーリング部のプレス時に該バーリング部に生じた余肉が、前記溝により吸収されることとなり、歪や変形がない蓋部などのケースを備えた電池を構成することができる。
Further, as described in
As a result, surplus material generated in the burring portion during pressing of the burring portion is absorbed by the groove, and a battery including a case such as a lid portion without distortion or deformation can be configured.
また、請求項11記載のごとく、前記バーリング部の外周面と前記環状部材との間に生じる摩擦抵抗が、前記バーリング部の内周面と前記絶縁部材との間に生じる摩擦抵抗よりも大きい。
これにより、バーリング部のプレス時に、バーリング部の外周側部分が環状部材に対して沈み込むことを防止して、バーリング部における余肉の発生を抑えることができ、歪や変形がない蓋部などのケースを備えた電池を構成することができる。
In addition, as described in claim 11, the frictional resistance generated between the outer peripheral surface of the burring portion and the annular member is larger than the frictional resistance generated between the inner peripheral surface of the burring portion and the insulating member.
Thereby, at the time of pressing the burring portion, the outer peripheral side portion of the burring portion can be prevented from sinking into the annular member, and the occurrence of surplus in the burring portion can be suppressed, and the lid portion without distortion or deformation, etc. A battery including the case can be configured.
本発明は、以下の効果を奏する。
つまり、本発明によれば、バーリング部に対するプレス荷重が過大となったときに、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the present invention, when the press load on the burring portion becomes excessive, it is possible to prevent the case such as the lid from being distorted or deformed.
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示す電池10は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池等の二次電池であり、充放電可能に構成されている。
電池10は、発電要素20をケース30内に収納して構成されており、ケース30から外方に向けて、電極端子40・40が突出して設けられている。
A
The
発電要素20は、正極、負極及びセパレータを積層又は巻回してなる電極体に電解液を含浸させたものである。電池10は、充放電時に発電要素20で化学反応が生じる(厳密には、正極と負極との間で電解液を介したイオンの移動が起こる)ことによって、充放電可能な二次電池として機能する。
The
ケース30は、収納部31と蓋部32とを有する電池10の外装部材である。収納部31は一面が開口した有底筒状の部材であり、その内部に発電要素20を収納している。蓋部32は収納部31の開口面に応じた形状に形成される平板状の部材であり、蓋部32の周縁部と収納部31の周縁部とを接合することにより、収納部31の開口面が塞がれる。
電極端子40・40は、正極端子又は負極端子として構成される集電端子であり、ケース30の外周部から外方に向けて突出した状態でケース30の蓋部32に結合されている。
各電極端子40・40は、適宜のリード端子等を介して発電要素20の正極又は負極に電気的に接続されており、電極端子40・40を介して電池10内部と外部との電力のやり取りが行われる。つまり、電極端子40・40は、外部との電気接続の経路として用いられる外部端子である。
なお、本例の電池10は、ケース30が有底の角筒状に形成された角型電池に構成されているが、これに限るものではなく、ケース30が有底の円筒状に形成された円筒型電池に適用することも可能である。
The
The
The
The
次に、電極端子40とケース30の蓋部32との結合構造について説明する。
図2、図3に示すように、ケース30の蓋部32には、貫通孔33が形成されており、貫通孔33の周縁部にはケース30の外方(図2、図3における上方)へ向けて立ち上がるバーリング部34が形成されている。
貫通孔33は蓋部32の厚み方向(図2、図3における上下方向)に貫通する孔であり、電極端子40が貫通可能な大きさに形成されている。
Next, a coupling structure between the
As shown in FIGS. 2 and 3, a through
The through-
つまり、バーリング部34は、蓋部32の外側面から突出して設けられる突出部位であり、その内周面によって貫通孔33を形成している。
また、貫通孔33の周縁部から外方に向けて突出するバーリング部34は、蓋部32の一部(貫通孔33が設けられる部位周辺)を塑性加工して形成され、公知のバーリング処理、深絞り法、寄せ肉法等によって適宜形成することができる。
なお、本例の場合、貫通孔33は蓋部32の2箇所に形成されている。
That is, the burring
Moreover, the burring
In the case of this example, the through
電極端子40は、略円柱形状に形成される丸端子であり、突出部41、大径部42、および結合部43を有している。
突出部41は、電極端子40の一端部(図2、図3における上端部)に配置される部位であり、ケース30から外方へ向けて突出する円柱状の部位である。突出部41は電池10の外部装置(電源、電池10の電力を利用する装置、他の電池等)との結合部として用いられる。
The
The protruding
結合部43は、電極端子40の他端部(図2、図3における下端部)に配置される部位であり、蓋部32に結合されるとともに、発電要素20と接続される前記リード端子などに接続される円柱状の部位である。結合部43の軸方向の長さは、蓋部32の厚み(バーリング部34の長さ)よりも十分に大きく設定されている。
また、結合部43は、蓋部32の貫通孔33(バーリング部34)に、絶縁部材50を介して挿入されている。
The
The
大径部42は、突出部41と結合部43との間に位置し、蓋部32の外側面よりも外方に配置される部位であり、突出部41および結合部43よりも大径に形成される円柱状の部位である。
大径部42は、電極端子40における最大径となる部位であり、その外径は蓋部32の貫通孔33の内径に応じて設定されている。例えば、大径部42の外径は貫通孔33の内径と同程度、かつ、絶縁部材50の外径と同程度に設定されている。
The large-
The
絶縁部材50は、円筒形状に形成される部材であり、少なくとも電極端子40の結合部43における貫通孔33(バーリング部34)に挿入されている部分の外周を覆っている。
絶縁部材50の内径は電極端子40の結合部43の外径と略同じに形成されており、絶縁部材50の外形は貫通孔33(バーリング部34)の内径と略同じに形成されている。
また、電極端子40の結合部43は、絶縁部材50を嵌装した状態で貫通孔33(バーリング部34)に挿入されており、貫通孔33(バーリング部34)に挿入された電極端子40は絶縁部材50により蓋部32と絶縁されている。
The insulating
The inner diameter of the insulating
The
バーリング部34の外周には、円環状に形成され、蓋部32の構成部材よりも高強度の金属材料にて構成された環状部材35が嵌装されている。
環状部材35は、バーリング部34の外周に嵌装することによりバーリング部34を外周側から拘束して、バーリング部34の径方向外側へかかる外力に対する強度を補強するための補強部材である。
環状部材35の内径は、バーリング部34の外径と略同一に形成されている。また、環状部材35の軸心方向の長さは、バーリング部34の蓋部32外側面からの突出寸法と同程度に設定されている。
On the outer periphery of the burring
The
The inner diameter of the
バーリング部34の内周面には、半径方向内側へ膨出する膨出部34aが形成されており、該膨出部34aにより絶縁部材50が半径方向内側へ圧縮されている。
これにより、絶縁部材50が、外周側のバーリング部34と内周側の電極端子40とに圧接することとなり、電極端子40が蓋部32に対して結合されている。
つまり、バーリング部34の膨出部34aにて絶縁部材50を圧縮して弾性変形させ、絶縁部材50および電極端子40をカシメることにより、電極端子40と蓋部32とが、抜け止め性や絶縁性やシール性などを確保しつつ結合されている。
A bulging
As a result, the insulating
That is, the insulating
なお、前記膨出部34aは、バーリング部34をケース30の外方から(ケース30の外方へ向けて立ち上がるバーリング部34の先端側から基端側へ向かって)プレスすることにより形成されている。
また、バーリング部34の外周には環状部材35が嵌装されているが、バーリング部34の外周に環状部材35を嵌装して拘束することで、バーリング部34が半径方向内側からかかる力により外周側へ変形することが防止でき、バーリング部34における電極端子40と蓋部32との結合を長期に亘って安定的に維持することが可能となっている。
The bulging
Further, the
次に、以上のような結合構造にて結合される電極端子40と蓋部32との結合方法について説明する。
電極端子40を蓋部32に結合する際には、まず図4に示すように、電極端子40の結合部43に絶縁部材50を嵌装し、絶縁部材50を嵌装した状態の結合部43を蓋部32の貫通孔33(バーリング部34)に挿入する。また、バーリング部34の外周に環状部材35を嵌装する。
Next, a method for coupling the
When the
そして、バーリング部34の外周に環状部材35を嵌装し、絶縁部材50が嵌装された結合部43を貫通孔33(バーリング部34)に挿入した状態で、バーリング部34の先端面(図5における上端面)をケース30の外方からプレスする。
図5に示すように、バーリング部34をプレスするプレス装置は、電池10を製造する製造装置の一部をなし、バーリング部34が形成される部分を含む蓋部32の内面(図5における下面)に当接して、該蓋部32を支持するダイ60と、バーリング部34に対して近接離間する方向へ移動可能に構成され、バーリング部34をケース30の外方(図5における上方)からプレスするパンチ70とを備えている。
Then, with the
As shown in FIG. 5, the pressing device that presses the burring
図5、図6に示すように、パンチ70は、バーリング部34の上方(バーリング部34の突出する方向)に配置されており、その下端部に円筒状のプレス部70aを有している。プレス部70aは、その下面を蓋部32のバーリング部34の上端面の形状に合わせた円環形状に形成されている。
つまり、プレス部70aの下面は、バーリング部34の上端面と略同径の円環形状に形成されており、図7に示すように、バーリング部34の上端面における内周側部分に当接可能に構成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
In other words, the lower surface of the
また、図5、図8に示すように、ダイ60は、蓋部32の内面に全体的に当接するダイ本体61と、ダイ本体61に対して上下方向(ダイ61の蓋部32に対する当接面と直交する方向、すなわちバーリング部34の突出方向)へ摺動自在に嵌装され、蓋部32のバーリング部34形成部分に当接する当接片となるフロート部62と、フロート部62を蓋部32側へ付勢する付勢バネ63とを備えている。
フロート部62は、上部の外径が小径に形成され、下部の外径が上部よりも大径に形成された段付きの円環状部材にて構成されており、前記上部と下部との間に段差部62aを有している。フロート部62の内径は絶縁部材50の外径と略同径に形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 8, the
The
ダイ本体61にはフロート部62が嵌装可能であり、上下方向に貫通する摺動孔61aが形成されている。
摺動孔61aは、上部の内径が小径に形成され、下部の内径が上部よりも大径に形成された段付きの孔に構成されており、前記上部と下部との間に段差部61bを有している。
摺動孔61aの上部の内径はフロート部62の上部の外径と略同径に形成され、摺動孔61aの下部の内径はフロート部62の下部の外径と略同径に形成されている。
また、摺動孔61aの段差部61bとフロート部62の段差部62aとは係合可能となっている。
A
The sliding
The inner diameter of the upper part of the sliding
Further, the stepped
なお、摺動孔61aに嵌装されるフロート部62は、バーリング部34の下方に位置している。すなわち、フロート部62は、ダイ60におけるバーリング部34形成部分に相当する箇所に配置されている。
また、ダイ本体61における摺動孔61aの周縁部は、例えば摺動孔61aの半径方向において、バーリング部34の外周位置(バーリング部34と環状部材35との境界部)に相当する箇所に位置している。
The
Further, the peripheral edge portion of the sliding
付勢バネ63は、摺動孔61aに嵌装されたフロート部62を上方(蓋部32側)へ付勢する付勢部材である。付勢バネ63は、例えば圧縮コイルバネにて構成されており、その上端がフロート部62の下端面に当接している。
摺動孔61aに嵌装されたフロート部62は、付勢バネ63により上方へ付勢されており、付勢バネ63により付勢されたフロート部62の段差部62aと摺動孔61aの段差部61bとが係合して、フロート部62がそれ以上上方へ摺動することが規制されている。段差部62aと段差部61bとが係合した状態のフロート部62の上端面は、ダイ本体61の上面と面一になっている(フロート部62の上端面とダイ本体61の上面とが同じ高さ位置に位置している)。
また、ダイ60が蓋部32の内面に当接して蓋部32を支持している状態では、フロート部62は付勢バネ63により所定の荷重にて上方へ付勢されている。
The biasing
The
When the die 60 is in contact with the inner surface of the
このように構成されるダイ60およびパンチ70を備えたプレス装置により、バーリング部34がプレスされる。
バーリング部34をプレスする際には、図9に示すように、ダイ60を蓋部32の内面に当接して蓋部32を支持した状態で、バーリング部34から離間して配置されるパンチ70をバーリング部34側へ下降させる。
下降してバーリング部34に近接したパンチ70は、その下端面がバーリング部34の上端面に当接した後、さらに下降してバーリング部34をケース30の外方からプレスする。
The burring
When pressing the burring
The lower end of the
図10に示すように、パンチ70によりプレスされたバーリング部34は、下方がダイ60により支持され、外周面が環状部材35により拘束されているため、その内周面が内側へ膨出して膨出部34aが形成される。
As shown in FIG. 10, the burring
ここで、パンチ70によりバーリング部34をプレスして、電極端子40と蓋部32とをシール性などを保持した状態に結合するためには、バーリング部34をプレスした際に膨出部34aが形成されることが必要であり、膨出部34aを形成するためには、バーリング部34に所定のプレス荷重を付与することが必要である。
また、パンチ70によりバーリング部34をプレスした場合、そのプレス荷重に起因する荷重がダイ60の上面(蓋部32に当接する面)にかかる。
従って、ダイ60の摺動孔61aに上下摺動可能に嵌装されているフロート部62は、膨出部34aを形成するために必要なプレス荷重がバーリング部34にかかった状態では、下方へ摺動しないように付勢バネ63により付勢されている。
つまり、フロート部62は、膨出部34aを形成するために最低限必要なプレス荷重がバーリング部34へかかることに起因してフロート部62にかかる荷重よりも大きな付勢力で、付勢バネ63により上方付勢されている。
Here, in order to press the burring
Further, when the burring
Accordingly, the
That is, the
一方、電極端子40、絶縁部材50、バーリング部34、および環状部材35などといった各部材には寸法公差があるため、内径や外径の寸法が公差の上限または下限付近にある各部材が組み合わされて、各部材間(例えば絶縁部材50とバーリング部34との間や、バーリング部34と環状部材35との間や、絶縁部材50と電極端子40との間)の隙間が極小さくなった場合には、パンチ70を同じストロークで下降させてバーリング部34をプレスしたとしても、フロート部62には膨出部34aを形成するために必要なプレス荷重よりも大きな荷重がかかって、バーリング部34へかかるプレス荷重が過大になる場合がある。
On the other hand, since each member such as the
このように、パンチ70によるバーリング部34へのプレス荷重が過大になり過ぎると、バーリング部34が膨出部34aを形成するための必要量を超えて塑性変形しようとし、さらにバーリング部34が環状部材35に対して下方へ摺動して、バーリング部34の下部に余肉が生じることとなり、プレス荷重に起因するフロート部62への荷重も増大する。
また、このようにプレス荷重が過大になった場合、そのままではバーリング部34の下部に生じた余肉が蓋部32を通じてバーリング部34の外周側へ逃げ、蓋部32に歪が生じることとなる。
従って、発生した余肉により蓋部32に歪が生じるほどのプレス荷重がバーリング部34にかかった場合には、ダイ60のフロート部62が下方へ摺動するように構成している。
つまり、付勢バネ63によるフロート部62の付勢力は、蓋部32に歪が生じるほどのプレス荷重に起因してフロート部62にかかる荷重よりも小さく設定されている。
As described above, when the press load applied to the burring
Further, when the press load becomes excessive in this way, the surplus material generated in the lower portion of the burring
Accordingly, when a press load is applied to the burring
That is, the urging force of the
このように、付勢バネ63によるフロート部62の付勢力は、膨出部34aを形成するために最低限必要なプレス荷重がバーリング部34へかかることに起因してフロート部62にかかる荷重よりも大きく設定され、かつ蓋部32に歪が生じるほどのプレス荷重に起因してフロート部62にかかる荷重よりも小さく設定されている。
付勢バネ63によるフロート部62の付勢力をF、膨出部34aを形成するために最低限必要なプレス荷重がバーリング部34へかかることに起因してフロート部62にかかる荷重を下限荷重FL、蓋部32に歪が生じるほどのプレス荷重に起因してフロート部62にかかる荷重を上限荷重FUとすると、付勢力Fは次式(1)に示す関係を満足する値に設定されている。
FL<F<FU ・・・(1)
なお、前記下限荷重FLおよび上限荷重FUは、例えば、それぞれ500kgおよび600kgに設定することが可能である。
Thus, the urging force of the
The urging force of the
FL <F <FU (1)
The lower limit load FL and the upper limit load FU can be set to, for example, 500 kg and 600 kg, respectively.
従って、本例のプレス装置によりバーリング部34をプレスする際に、プレス荷重に起因するフロート部62に対する下方への荷重が前記上限荷重FU以上となった場合は、図11に示すように、フロート部62が当該荷重により付勢バネ63の付勢力に抗して下方へ摺動し、バーリング部34の下部に発生した余肉が、フロート部62が下方摺動することにより生じた空間に侵入することとなる。
つまり、パンチ70によるバーリング部34に対するプレス荷重が過大となったときには、フロート部62が下方へ移動することにより、ダイ60のバーリング部34形成部分に相当する箇所におけるダイ本体61の上面よりも下方位置に空間が形成され、形成された空間内にバーリング部34に生じた余肉が吸収されるため、当該余肉が蓋部32を通じてバーリング部34の外周側へ逃げることがなく、蓋部32に歪や変形が生じることを防止できる。
Accordingly, when the burring
That is, when the press load on the burring
また、バーリング部34に対するプレス荷重が過大でないとき(フロート部62に対するプレス荷重が上限荷重FUに満たないとき)には、フロート部62が下方へ移動しないので、バーリング部34に必要以上の余肉が生じていないときには、バーリング部34の下方へ余肉が収納されることがなく、蓋部32と電極端子40との結合に必要な膨出部34aを確実に形成することができる。
つまり、バーリング部34に蓋部32と電極端子40との結合に必要な膨出部34aを確実に形成しつつ、バーリング部のプレスにより生じる余肉を余肉収納手段に収納して、蓋部などのケースに歪や変形が生じることを防止できる。
Further, when the press load on the burring
That is, while the bulging
また、バーリング部34に生じた余肉がフロート部62の下方移動により生じた空間に侵入して、バーリング部34に生じた余肉が蓋部32におけるバーリング部34の形成部分の内方へ突出することとなる。
これにより、蓋部32におけるフロート部62の部分に位置する箇所とダイ本体61の部分に位置する箇所との間に段差ができ、当該段差がダイ本体61におけるフロート部62との境界部の段差に係止するため、バーリング部34に生じた余肉がバーリング部34の外周側へ流れることが防止され、蓋部32に歪や変形が発生することを抑えることができる。
Further, the surplus material generated in the burring
As a result, a step is formed between a portion located in the
また、バーリング部34に対するプレス荷重が過大となってバーリング部34に余肉が生じた場合に、蓋部32に歪が発生することを防止するために、ダイ60を次のように構成することもできる。
図12に示すダイ60は、バーリング部34形成部分を含む蓋部32の内面に当接するダイ本体65を有しており、ダイ本体65には絶縁部材50の外径と略同径に形成され、絶縁部材50が嵌合可能な嵌合孔65aが形成されている。
ダイ本体65の上面(蓋部32との当接面)におけるバーリング部34形成部分に相当する箇所に凹溝65b・65b・・・が形成されている。
凹溝65b・65b・・・は、嵌合孔65aの周縁部の外周側に同心円状に複数形成されており、その断面形状は略矩形に形成されている。
Further, in order to prevent the
A die 60 shown in FIG. 12 has a die
A plurality of
このように構成されるダイ60を蓋部32の内面に当接させて蓋部32を支持した状態で、パンチ70によりバーリング部34をプレスした際に、バーリング部34に対するプレス荷重が過大となった場合には、図13に示すように、バーリング部34に生じた余肉がダイ本体65の凹溝65b・65b・・・内に侵入して吸収されることとなる。
この場合、凹溝65b・65b・・・は、該凹溝65b・65b・・・により形成される空間の総体積が、バーリング部34に生じる余肉の体積と同等以上となる大きさに形成されているため、バーリング部34に生じた余肉を全て吸収することが可能である。
When the burring
In this case, the
これにより、バーリング部34に生じた余肉がバーリング部34の外周側へ流れることが防止され、蓋部32に歪が発生することを抑えることが可能となっている。
また、バーリング部34に生じた余肉が凹溝65b・65b・・・内に侵入することにより、蓋部32の下面と凹溝65b・65b・・・との間にアンカー効果が生じ、バーリング部34に生じた余肉がバーリング部34の外周側へ流れることが防止され、蓋部32に歪や変形が発生することを抑えることが可能となっている。
さらに、余肉を収納する空間となる凹溝65b・65b・・・は、切削加工やプレス加工などでダイ本体65に溝を形成するだけで構成することができるので、ダイ60に余肉収納手段を容易に設けることができる。
なお、ダイ本体65における凹溝65b・65b・・・は、バーリング部34をプレスするパンチ70のプレス部70aの下方位置に配置することが好ましい。
Thereby, it is possible to prevent surplus material generated in the burring
Further, when surplus material generated in the burring
Further, the
In addition, it is preferable to arrange | position the ditch | groove 65b * 65b ... in the die
また、ダイ60は、次のように形成することができる。
図14に示すダイ60は、バーリング部34形成部分を含む蓋部32の内面に当接するダイ本体66を有しており、ダイ本体66には絶縁部材50の外径と略同径に形成され、絶縁部材50が嵌合可能な嵌合孔66aが形成されている。
嵌合孔66aの上端周縁部、つまり嵌合孔66aにおける内周面の上端部には、上方へいくにつれて拡径するテーパ面66bが形成されている。
このように構成されるダイ60においては、嵌合孔66aに絶縁部材50が嵌合した状態で、前記テーパ面66bと絶縁部材50の外周面とで囲まれ、ダイ本体66の上面側に開口する凹陥部66cが形成される。
The die 60 can be formed as follows.
A die 60 shown in FIG. 14 has a die
A
In the die 60 configured as described above, the insulating
そして、ダイ60を蓋部32の内面に当接させて蓋部32を支持した状態で、パンチ70によりバーリング部34をプレスした際に、バーリング部34に対するプレス荷重が過大となった場合には、バーリング部34に生じた余肉が前記凹陥部66c内に侵入して吸収されることとなる。
この場合、凹陥部66cは、該凹陥部66cを構成する空間の体積が、バーリング部34に生じる余肉の体積と同等以上となる大きさに形成されているため、バーリング部34に生じた余肉を全て吸収することが可能となっている。
なお、ダイ本体66のテーパ面66bにより構成される凹陥部66cは、バーリング部34をプレスするパンチ70のプレス部70aの下方位置に配置されることが好ましい。
When the burring
In this case, the
In addition, it is preferable that the recessed
このように、ダイ60に、該ダイ60における蓋部32との当接面に開口する凹溝や凹陥部などの空間を、バーリング部34に生じた余肉を収納するための空間として形成しておくことで、バーリング部34に対するプレス荷重が過大となった場合でも、バーリング部34に生じた余肉を吸収して、蓋部32に歪や変形が発生することを抑えることが可能となる。
なお、ダイ60に形成するバーリング部34の余肉を収納する空間の形状は、前述の形状に限るものではない。つまり、V溝形状やU溝形状など他の形状でもよく、バーリング部34に対するプレス荷重が過大となった場合にバーリング部34に生じた余肉を吸収することができる形状であればよい。
In this way, the
Note that the shape of the space for storing the surplus of the burring
また、パンチ70によるバーリング部34に対するプレス荷重が過大となったときに、バーリング部34に生じた余肉により蓋部32に歪や変形が生じることを防止するために、電池10の蓋部32を次のように構成することができる。
図15に示す蓋部32においては、バーリング部34の外周部に、該バーリング部34の円周方向に沿った溝36a・36bが形成されている。
Further, when the press load on the burring
In the
溝36aは、バーリング部34の外周部における、蓋部32の短手方向の位置に配置され、溝36bは、バーリング部34の外周部における、蓋部32の長手方向の位置に配置されている。
図16(a)に示すように、溝36aは、例えばケース30の内方へ突出する円弧状の凹溝に形成されており、図16(b)に示すように、溝36bは、例えばケース30の外方へ突出する円弧状の凸溝に形成されている。
The
As shown in FIG. 16A, the
このように、蓋部32におけるバーリング部34の外周部に溝36a・36bを形成することで、図17に示すように、パンチ70によりバーリング部34をプレスする際に、該バーリング部34に生じる余肉を吸収することが可能となっている。
つまり、図18に示すように、バーリング部34のプレスにより該バーリング部34に生じた余肉は、蓋部32を通じてバーリング部34の外周側へ流れていこうとする。しかし、外周側へ流れていこうとする余肉は、バーリング部34の外周部に配置される溝36a・36bが、例えば該溝36a・36bが埋まるように変形することにより吸収され、それ以上外周側へ流れることがないので、蓋部32に歪や変形が生じることを防止することができる。
Thus, by forming the
That is, as shown in FIG. 18, the surplus generated in the burring
また、図19(a)に示すように、溝36aは、ケース30の内方へ突出する矩形状の凹溝に形成し、図19(b)に示すように、溝36bは、ケース30の外方へ突出する矩形状の凸溝に形成することもできる。
さらに、図20(a)に示すように、溝36aは、ケース30の内方へ突出するV字状の凹溝に形成し、図19(b)に示すように、溝36bは、ケース30の外方へ突出するV字状の凸溝に形成することもできる。
なお、本例においては、溝36aは、ケース30の内方へ突出する凹溝に形成されているが、ケース30の外方へ突出する凸溝に形成することもでき、溝36bは、ケース30の外方へ突出する凸溝に形成されているが、ケース30の内方へ突出する凹溝に形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 19A, the
Further, as shown in FIG. 20 (a), the
In this example, the
なお、本例で説明した溝36a・36bは、蓋部32を構成する板状部材を厚み方向へ全体的に内方または外方へ屈曲させて凹溝および凸溝を形成することにより構成されていたがこれに限るものではない。
例えば、図21に示すように、溝36a・36bは、外面または内面に切欠溝を形成することにより構成することもできる(図21においては外面に切欠溝を形成した場合を示している)。切欠溝の形状は、V字状、U字状(円弧状)、および矩形状などに形成することができる。
また、溝36a・36bは、前記切欠溝などにより形成される空間の体積が、バーリング部34に生じる余肉量を吸収できるだけの大きさに形成されていればよい。
The
For example, as shown in FIG. 21, the
In addition, the
また、図22に示すように、溝36a・36bは、長手方向に沿って延出する直線状の溝により構成することもできる。
本例の場合、溝36aはバーリング部34の外周部における蓋部32の両短手方向の位置に、それぞれ一本ずつ形成されており、溝36bはバーリング部34の外周部における蓋部32の両長手方向の位置に、それぞれ三本ずつ形成されているが、これに限るものではなく、溝36aおよび溝36bともに適宜本数を形成することができる。
Further, as shown in FIG. 22, the
In the case of this example, one
図23(a)に示すように、本例の溝36aも、例えばケース30の内方へ突出する円弧状の凹溝に形成することができ、図23(b)に示すように、本例の溝36bも、例えばケース30の外方へ突出する円弧状の凸溝に形成することができる。
また、溝36a・36bは、図24(a)および図24(b)に示すように、それぞれケース30の内方へ突出する矩形状の凹溝、およびケース30の外方へ突出する矩形状の凸溝に形成することもできる。
さらに、溝36a・36bは、図25(a)および図25(b)に示すように、それぞれケース30の内方へ突出するV字状の凹溝、およびケース30の外方へ突出するV字状の凸溝に形成することもできる。
As shown in FIG. 23 (a), the
Further, as shown in FIGS. 24 (a) and 24 (b), the
Further, as shown in FIGS. 25A and 25B, the
なお、本例においては、溝36aは、ケース30の内方へ突出する凹溝に形成されているが、ケース30の外方へ突出する凸溝に形成することもでき、溝36bは、ケース30の外方へ突出する凸溝に形成されているが、ケース30の内方へ突出する凹溝に形成することもできる。
このように、溝36a・36bを、長手方向に沿って延出する直線状の溝により構成することによっても、バーリング部34に生じた余肉を吸収して、蓋部32に歪や変形が生じることを防止することができる。
In this example, the
As described above, by forming the
また、溝36a・36bは、次のように構成することもできる。
つまり、図26、図27に示す蓋部32においては、バーリング部34の外周部に、該バーリング部34の円周方向に沿った溝36a・36bが形成されている。
溝36aは、例えばケース30の内方へ突出する円弧状の凹溝に形成されており、溝36bは、例えばケース30の外方へ突出する三連の円弧状の凹溝に形成されている。
The
That is, in the
The
さらに、溝36a・36bは、次のように構成することもできる。
つまり、図28、図29に示す蓋部32においては、バーリング部34の外周部に、該バーリング部34の円周方向に沿った溝36a・36bが形成されている。
溝36aは、例えばケース30の内方へ突出する矩形状の凹溝に形成されており、溝36bは、例えばケース30の外方へ突出する矩形状の凹溝に形成されている。
この場合、溝36bは、蓋部32の長手方向へ幅広に形成されている。つまり、溝36bの幅寸法(蓋部32の長手方向への寸法)は、溝36aの幅寸法(蓋部32の短手方向への寸法)よりも大きく形成されている。
Furthermore, the
That is, in the
The
In this case, the
以上のように、蓋部32におけるバーリング部34の外周部に溝36a・36bを形成することで、バーリング部34に生じた余肉を吸収して蓋部32に歪や変形が生じることを防止することができるが、
このような溝36a・36bを備えた蓋部32に対して、前述のようなバーリング部34の余肉を収納する手段を備えたダイ60およびパンチ70を具備するプレス装置を用いて、電極端子40を結合することで、より確実にバーリング部34に生じた余肉を吸収して蓋部32に歪や変形が生じることを防止することが可能となる。
As described above, by forming the
An electrode terminal using a press device having a die 60 and a
また、ダイ60およびパンチ70を備えたプレス装置によりバーリング部34をプレスして電極端子40と蓋部32とを結合する際に、蓋部32に歪や変形が生じることを防止することは、前記プレス装置を次のように構成するによっても実現することができる。
In addition, when the burring
例えば、図30に示すように、パンチ70のプレス部70aにおけるバーリング部34との当接面(下端面)を、電極端子40側に位置する部分である内周側当接面70bが、環状部材35側に位置する部分である外周側当接面70cよりもバーリング部34側へ突出するように構成することで、蓋部32に歪や変形が生じることを防止することができる。
For example, as shown in FIG. 30, the contact surface (lower end surface) of the
パンチ70のプレス部70aにおけるバーリング部34との当接面は、内周側当接面70bが外周側当接面70cよりもバーリング部34側へ突出するとともに、内周側当接面70bと外周側当接面70cとの境界部に段差が形成される段差面に構成されている。
内周側当接面70bは水平面(パンチ70のバーリング部34に対するプレス方向と直交する方向の面)に構成され、外周側当接面70cは、内周側から外周側へいくにつれてバーリング部34から離れる方向へ傾斜するテーパ面に形成されている。
なお、プレス装置におけるダイ60は、バーリング部34形成部分を含む蓋部32の内面に当接するダイ本体67を備えている。
The contact surface of the
The inner
The die 60 in the press device includes a
このように構成されるパンチ70をバーリング部34側へ下降させると、図31に示すように、まず内周側の内周側当接面70bがバーリング部34の上端面に当接して、該上端面の内周側部分を押圧する。
パンチ70のプレス部70aにおける内周側当接面70bがバーリング部34の上端面を押圧して、該上端面からバーリング部34の内周側部分に侵入すると、バーリング部34の外周面が外周側へ押圧されて、該バーリング部34の外周面と環状部材35の内周面との間にかかる面圧が大きくなる。
この場合、プレス部70aの内周側当接面70bがバーリング部34内に侵入して係合した状態で、該プレス部70aをバーリング部34の外周側へ押圧して、バーリング部34と環状部材35との間の面圧をさらに高く保持することができる。
When the
When the inner
In this case, with the inner
その後、パンチ70がさらに下降すると、図32に示すように、内周側当接面70bおよび外周側当接面70cの両方がバーリング部34に当接して該バーリング部34をプレスし、膨出部34aが形成される。
この場合、パンチ70によるプレスは、プレス部70aのバーリング部34の外周側への押圧を維持し、バーリング部34と環状部材35との間の面圧を高い状態に保持したままで行われる。
また、外周側当接面70cは、外周側へいくにつれてバーリング部34から離れる方向へ傾斜するテーパ面に形成されているため、プレス中にさらにバーリング部34を外周側へ押圧することが可能となっている。
Thereafter, when the
In this case, the pressing by the
Further, since the outer
このように、プレス中にバーリング部34が外周側へ押圧されることにより、バーリング部34の外周面と環状部材35の内周面との間の摩擦抵抗が通常時に比べて高くなるため、バーリング部34がパンチ70のプレス方向へ摺動し難くなる。
従って、パンチ70によるバーリング部34へのプレス荷重が過大になった場合でも、バーリング部34の外周側部分がパンチ70のプレス方向へ摺動することを抑制することができ(図33に、バーリング部34の外周面が環状部材35の内周面に対して下方へ摺動していない様子を示している)、バーリング部34に生じる余肉を減少させて、蓋部32に歪や変形が生じることを防止できる。
As described above, since the burring
Therefore, even when the press load on the burring
また、図34に示すように、パンチ70のプレス部70aにおける内周側当接面70bおよび外周側当接面70cは、内周側当接面70bを内周側から外周側へいくにつれてバーリング部34から離れる方向へ傾斜するテーパ面に形成し、外周側当接面70cを水平面に構成することもできる。
このように構成することでも、パンチ70によるプレス時に、まず内周側当接面70bがバーリング部34に当接したときに、テーパ面に形成される内周側当接面70bによりバーリング部34を外周側へ押圧することができ、さらに内周側当接面70bおよび外周側当接面70cにてバーリング部34をプレスする際にも、バーリング部34の外周側への押圧状態を保持することができる。
従って、プレス中にプレス部70aをバーリング部34の外周側へ押圧することなく、バーリング部34と環状部材35との間の面圧を高くすることができる。
Further, as shown in FIG. 34, the inner
Even in this configuration, when the inner peripheral
Therefore, the surface pressure between the burring
また、図35に示すように、パンチ70におけるプレス部70aの下端面を全体的に、内周側から外周側へいくにつれてバーリング部34から離れる方向へ傾斜するテーパ面70dに形成することでも、図36に示すように、プレス時にテーパ面70dによりバーリング部34を外周側へ押圧して、バーリング部34と環状部材35との間の摩擦抵抗を増大させ、バーリング部34へのプレス荷重が過大になった場合でも、バーリング部34の外周側部分がプレス方向へ摺動することを抑制することができる。
つまり、図37に示すように、バーリング部34へのプレス荷重が過大となった場合でも、プレス後にバーリング部34の外周側部分が環状部材35に対して沈み込まず、バーリング部34の外周側部分における上端面と環状部材35の上端面とが同じ高さ位置に位置している状態とすることができ、蓋部32に歪や変形が生じることを防止できる。
Further, as shown in FIG. 35, the lower end surface of the
That is, as shown in FIG. 37, even when the press load on the burring
また、バーリング部34へのプレス荷重が過大となった場合に、バーリング部34の外周側部分が環状部材35に対して沈み込むことを防止するために、バーリング部34の外周面と環状部材35の内周面との間の摩擦抵抗を増大させる構成としては、次のような構成をとることができる。
Further, in order to prevent the outer peripheral portion of the burring
例えば、図38に示すように、バーリング部34の外周面および環状部材35の内周面の少なくとも一方に対して面粗し加工などを施して、バーリング部34の外周面と環状部材35の内周面との間に生じる摩擦抵抗が、バーリング部34の内周面と絶縁部材50の外周面との間に生じる摩擦抵抗よりも大きくなるように構成することができる。
本例におけるプレス装置は、例えばプレス部70aの下端面が全体的に水平面に形成されるパンチ70と、バーリング部34形成部分を含む蓋部32の内面に当接するダイ本体67を有するダイ60とを備えている。
For example, as shown in FIG. 38, surface roughening or the like is applied to at least one of the outer peripheral surface of the burring
The press device in this example includes, for example, a
図39に示すように、このように構成したバーリング部34に対して、パンチ70を下降してプレスを行うと、バーリング部34と環状部材35との間の摩擦抵抗は、バーリング部34と絶縁部材50との間の摩擦抵抗よりも大きいため、バーリング部34の外周側部分はプレス方向に滑らず、バーリング部34の内周側部分のみがプレス方向へ滑って塑性変形し、内周側へ膨出する膨出部34aが形成される。
As shown in FIG. 39, when the
特に、バーリング部34と環状部材35との間の摩擦抵抗は、面粗し加工などを施すことにより、何も加工を施さない場合に比べて増大しているので、バーリング部34に対するプレス荷重が過大になった場合であっても、図40に示すように、プレス後にバーリング部34の外周側部分が環状部材35に対して沈み込まず、バーリング部34の外周側部分における上端面と環状部材35の上端面とが同じ高さ位置に位置している状態とすることができ、蓋部32に歪や変形が生じることを防止できる。
In particular, since the frictional resistance between the burring
なお、面粗し加工などのバーリング部34と環状部材35との間の摩擦抵抗を増大させる処理は、バーリング部34および環状部材35の何れに施すことも可能であるが、例えばバーリング部34をアルミ部材にて構成し、環状部材35を鋼材にて構成した場合には、高い硬度を有する環状部材35に対して摩擦抵抗を増大させる処理を施すことが好ましい。
また、摩擦抵抗を増大させる処理としては、面粗し加工の他に、環状部材35内周面およびバーリング部34の外周面の少なくとも何れか一方に、周方向へ延出する複数の凹溝を形成することも可能である。
In addition, although the process which increases the frictional resistance between the burring
Further, as a process for increasing the frictional resistance, in addition to surface roughening, a plurality of concave grooves extending in the circumferential direction are formed on at least one of the inner peripheral surface of the
バーリング部34へのプレス荷重が過大となった場合に、バーリング部34の外周側部分が環状部材35に対して沈み込むことを防止するための構成として、バーリング部34の外周面と環状部材35の内周面との間の摩擦抵抗を増大させる構成と、前述のパンチ70のプレス部70aにおける内周側当接面70bを外周側当接面70cよりもバーリング部34側へ突出するように形成した構成とを組み合わせた構成とすることもできる。
これにより、バーリング部34の外周側部分が環状部材35に対して沈み込むことを確実に防止することができ、蓋部32に歪や変形が生じることを防止できる。
As an arrangement for preventing the outer peripheral portion of the burring
Thereby, it can prevent reliably that the outer peripheral side part of the burring
さらに、このようなバーリング部34の外周側部分が環状部材35に対して沈み込むことを防止する構成と、前述のようなバーリング部34に生じた余肉を吸収するための構成とを組み合わせた構成とすることもできる。
この構成によっても、バーリング部34に対するプレス荷重が過大になった場合に、蓋部32に歪や変形が生じることを防止することが可能となる。
Furthermore, the structure which prevents the outer peripheral side part of such a
Even with this configuration, it is possible to prevent the
10 電池
20 発電要素
30 ケース
31 収納部
32 蓋部
33 貫通孔
34 バーリング部
35 環状部材
40 電極端子
43 結合部
50 絶縁部材
60 ダイ
61 ダイ本体
62 フロート部
63 付勢バネ
70 パンチ
70a プレス部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記電極端子を絶縁部材を介して前記貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記ケースとが結合される電池の製造装置であって、
前記バーリング部形成部分を含む前記ケースの内面に当接するダイと、
前記バーリング部をケースの外方からプレスするパンチとを備え、
前記ダイは、前記バーリング部形成部分に相当する箇所に、前記パンチによるバーリング部のプレスにより生じる余肉を収納可能な余肉収納手段を備える、
ことを特徴とする電池の製造装置。 A case in which a power generation element is housed and a through hole having a burring portion that rises outward is formed, and an electrode terminal that is connected to the power generation element and protrudes to the outside of the case through the through hole of the case Prepared,
The electrode terminal is inserted into the through-hole through an insulating member, and the burring portion is attached to an outer periphery of the burring portion in the through-hole with an annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side. A battery manufacturing apparatus in which the electrode terminal and the case are coupled by pressing from outside and plastically deforming,
A die that contacts the inner surface of the case including the burring portion forming portion;
A punch for pressing the burring portion from the outside of the case;
The die includes surplus storage means capable of storing surplus generated by pressing the burring portion by the punch at a location corresponding to the burring portion forming portion.
A battery manufacturing apparatus.
前記当接片を前記ケースの内面側へ付勢する付勢部材とを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電池の製造装置。 The surplus storage means is provided at a location corresponding to a burring portion forming portion of the die, and a contact piece movable in a rising direction of the burring portion;
A biasing member that biases the contact piece toward the inner surface of the case;
The battery manufacturing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池の製造装置。 The surplus storage means is a recessed portion that is formed at a location corresponding to a burring portion forming portion of the die and opens to the inner surface side of the case.
The battery manufacturing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電池の製造装置。 The contact surface of the punch with the burring portion is such that the portion located on the electrode terminal side protrudes toward the burring portion side than the portion located on the annular member side.
The apparatus for manufacturing a battery according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記電極端子を絶縁部材を介して前記貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記ケースとが結合される電池の製造方法であって、
前記バーリング部をプレスする際に、プレスによりバーリング部に生じた余肉を、プレス方向へ逃がす、
ことを特徴とする電池の製造方法。 A case in which a power generation element is housed and a through hole having a burring portion that rises outward is formed, and an electrode terminal that is connected to the power generation element and protrudes to the outside of the case through the through hole of the case Prepared,
The electrode terminal is inserted into the through-hole through an insulating member, and the burring portion is attached to an outer periphery of the burring portion in the through-hole with an annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side. A method of manufacturing a battery in which the electrode terminal and the case are coupled by pressing from outside and plastically deforming,
When pressing the burring part, the excess generated in the burring part by the press is released in the pressing direction.
A battery manufacturing method characterized by the above.
前記バーリング部のプレス時に前記ケースの内面側を支持するダイにおける、バーリング部形成部分に相当する箇所に設けられ、前記バーリング部の立ち上がり方向へ移動可能な当接片と、前記当接片を前記ケースの内面側へ付勢する付勢部材とを有する余肉収納手段へ逃がす、
ことを特徴とする請求項5に記載の電池の製造方法。 The surplus produced in the burring part by the press,
A contact piece that is provided at a location corresponding to a burring portion forming portion in a die that supports the inner surface side of the case when the burring portion is pressed, and the contact piece is movable in the rising direction of the burring portion, and the contact piece is Escape to surplus storage means having a biasing member biasing to the inner surface side of the case,
The method for producing a battery according to claim 5.
前記バーリング部のプレス時に前記ケースの内面側を支持するダイに形成され、前記ケースの内面側に開口する凹陥部へ逃がす、
ことを特徴とする請求項5に記載の電池の製造方法。 The surplus produced in the burring part by the press,
Formed in a die that supports the inner surface side of the case during pressing of the burring portion, and escapes to a recessed portion that opens to the inner surface side of the case.
The method for producing a battery according to claim 5.
ことを特徴とする請求項5〜請求項7の何れか一項に記載の電池の製造方法。 The part of the contact surface of the punch that presses the burring part to the burring part projects closer to the burring part than the part located on the electrode member side,
The method for producing a battery according to any one of claims 5 to 7, wherein:
前記電極端子を絶縁部材を介して前記貫通孔に挿入するとともに、前記貫通孔におけるバーリング部の外周に該バーリング部を外周側から拘束する環状部材を嵌装した状態で、前記バーリング部をケースの外方からプレスして塑性変形させることにより、前記電極端子と前記ケースとが結合される電池であって、
前記プレスによりバーリング部に生じた余肉が、前記ケースにおけるバーリング部形成部分の内方へ突出している、
ことを特徴とする電池 A case in which a power generation element is housed and a through hole having a burring portion that rises outward is formed, and an electrode terminal that is connected to the power generation element and protrudes to the outside of the case through the through hole of the case Prepared,
The electrode terminal is inserted into the through-hole through an insulating member, and the burring portion is attached to an outer periphery of the burring portion in the through-hole with an annular member that restrains the burring portion from the outer peripheral side. A battery in which the electrode terminal and the case are coupled by pressing from outside and plastically deforming,
The surplus generated in the burring part by the press protrudes inward of the burring part forming part in the case,
Batteries characterized by
ことを特徴とする請求項9に記載の電池。 A groove is formed at the outer peripheral position of the burring portion in the case,
The battery according to claim 9.
前記バーリング部の内周面と前記絶縁部材との間に生じる摩擦抵抗よりも大きい、
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載の電池。
The frictional resistance generated between the outer peripheral surface of the burring portion and the annular member is
Greater than the frictional resistance generated between the inner peripheral surface of the burring portion and the insulating member,
The battery according to claim 9 or 10, characterized in that
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