JP3273709B2 - 電池缶とその製造方法 - Google Patents

電池缶とその製造方法

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彰 岩瀬
忠寛 徳本
佳生 合田
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電池缶とその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4はアルカリマンガン電池の基本構造
を示しているが、この図に示すように有底円筒状に形成
された電池缶2の内部には、複数の円筒状の正極合剤1
2が積み重ねた状態で、加圧嵌入されて収納されてい
る。
【0003】正極合剤12を電池缶2内に加圧嵌入する
方法として、特開昭53−39436号公報に示される
ように、正極合剤12の中空部にコアロッドを挿嵌した
後、正極合剤12の上面を押圧部材で押圧し、電池缶2
の内周面と正極合剤12の外周面とを密着させる方法が
一般に採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記押圧部
材で正極合剤12を押圧して、電池缶2内に正極合剤1
2を密着させる際に、前記押圧力が電池缶2の側周部2
aと底部2bとの境界に位置する肩部Aに集中し、この
肩部Aに大きな応力が残留し、機械的強度の低下を招
く。このため、複数個のアルカリマンガン電池を直列に
接続して使用する電気機器において、誤ってその1つに
放電済みの電池を混入した際、放電済みの電池が過放電
状態となり、内部にガスが発生し、又正極合剤12が膨
張することにより、機械的強度の弱い前記肩部Aにクラ
ッキングが発生し、漏液発生という問題が生じた。
【0005】本発明は電池缶2の肩部Aにおいて機械的
強度の低下を招く原因を究明した結果、その重要な原因
として、従来の電池缶2の肩部のアールが約0.7mm
と比較的大きなアールであって、正極合剤12の押圧作
業時に肩部Aの変形が大きくなり、これに伴い肩部の残
留応力が大きくなっていることが判明した。
【0006】本発明は、上記知見に基づき、正極合剤が
加圧嵌入された後における電池缶の肩部の機械的強度の
低下を抑制でき、上記クラッキング発生の問題点を解消
できる電池缶及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、有底円筒状に形成され、内部に円筒状の正極
合剤が加圧嵌入される電池缶において、側周部と底部と
の境界に位置する肩部のアールを0.3mm以下に形成
したことを特徴とする。
【0008】又本発明は上記目的を達成するため、有底
円筒状に形成され、内部に円筒状の正極合剤が加圧嵌入
される電池缶の製造方法において、電池缶素材から深絞
り工程でカップ状中間製品を製作し、その後シゴキ工程
において先端外周縁のアールが0.25mm以下のパン
チを用いて、前記カップ状中間製品の側周部を展延させ
ると共に、側周部と底部との境界に位置する肩部及び前
記底部の形状を前記パンチの先端部形状に倣わせて電池
缶を製造することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明の電池缶は、肩部のアールが0.3mm
以下に形成されているので、押圧部材で正極合剤を押圧
し、これを電池缶に加圧嵌入する際、前記肩部とこの肩
部に密着される正極合剤の外周縁部の両アール間におけ
る寸法上の差異が僅少となるため、前記肩部の変形量が
少なくなり、残留応力も小さいものとなる。
【0010】従って本発明の電池缶は、正極合剤が加圧
嵌入された後における肩部の機械的強度の低下を少なく
でき、上記クラッキング発生の問題点を解消できる。
【0011】又本発明の電池缶の製造方法によれば、肩
部のアールが0.3mm以下の電池缶を簡単かつ円滑に
製造することができる。全工程を深絞り工程のみによっ
て電池缶を製造する場合には、肩部のアールを0.3m
m以下に行うことは実際上不可能である。従って、本発
明の方法におけるように、深絞り工程とシゴキ工程とを
組み合わせることによって、はじめて本発明の電池缶を
得ることができる、と云える。そして、深絞り工程とシ
ゴキ工程とを組み合わせて製造する際に、シゴキ工程に
用いるパンチの先端外周縁のアールを0.25mm以下
とするという、簡単な工夫をこらすことによって、肩部
のアールが0.3mm以下の本発明の電池缶を円滑に得
ることができるのである。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図1〜図4を参照しつつ説
明する。
【0013】図1はアルカリマンガン電池用の電池缶2
を示している。この電池缶2はニッケルメッキ鋼板を素
材とし、深絞り工程及びシゴキ工程を経て製造されたも
のである。その側周部2aの肉厚p2 は0.2mm、底
部2bの肉厚q2 は0.4mm、外径D2 は13.8m
m、胴長L2 は49.3mmである。又側周部2aと底
部2bとの境界に位置する肩部Aのアール(曲率半径)
rは0.25mmである。
【0014】上記電池缶2の製造方法を次に説明する。
【0015】電池缶素材として、厚さ0.4mmのニッ
ケルメッキ鋼板を用いた。この電池缶素材をフープ材と
してプレス機に供給し、プレス機において周知の深絞り
工程で、電池缶素材を所定形状に打抜き、深絞りを行う
ことで、図2に示すような外径D1 が21.5mm、胴
長L1 が15.6mmのカップ状中間製品1を得る。
【0016】この際のカップ状中間製品1の側周部1a
及び底部1bの肉厚p1 、q1 は前記電池缶素材のそれ
と基本的に同一で、0.4mmである。
【0017】次に図3に示す絞り兼シゴキ機を用いてカ
ップ状中間製品1に、予備成形加工、2段の絞り加工、
3段のシゴキ加工、及び成形加工を一挙に施して、図1
に示す電池缶2を製作する。この絞り兼シゴキ機は、中
間製品搬送部3、予備成形型4、予備成形用パンチ5、
メインパンチ(パンチ)6、ダイス機構7、メイン成形
型8、ストリッパー9等を備えている。
【0018】前記中間製品搬送部3は、先ずカップ状中
間製品1を順次予備成形箇所に搬送する。ここでエアシ
リンダによって駆動される予備成形用パンチ5と、予備
成形型4によって、正極凸部用の凸部1’cが成形され
る。この予備成形加工で得られた中間製品1’は、次い
で中間製品搬送部3によってメイン成形箇所に搬送され
る。ダイス機構7には、第1絞りダイス7a、第2絞り
ダイス7b、第1シゴキダイス7c、第2シゴキダイス
7d及び第3シゴキダイス7eが配設され、これらダイ
ス7a〜7eはメインパンチ6の軸心と同心となるよう
に直列に配されている。又メインパンチ6が最大に伸長
した位置において、その先端部に対向するようにメイン
成形型8が配されている。メイン成形箇所に搬送され位
置決めされた中間製品1’ははずみホイールで駆動され
るメインパンチ6の押動により、先ず第1絞りダイス7
a、次いで第2絞りダイス7bによって、その形状がメ
インパンチ6の外形状に沿った形状になるように絞られ
る。この絞り加工によって、中間製品1’は若干小径か
つ胴長に変形されるが、その肉厚等における変化はほと
んどない。
【0019】メインパンチ6の押動が進むと、中間製品
1’は、第1シゴキダイス7cによって、第1段のシゴ
キ加工が施される。この第1段のシゴキ加工により、中
間製品1’の側周部1’aは展延され、その肉厚が小と
なると共に硬度が高められる。更にメインパンチ6の押
動が進むと、中間製品1’は、第1シゴキダイス7cよ
り内径が小の第2シゴキダイス7d、次いで第2シゴキ
ダイス7dより内径が小の第3シゴキダイス7eによっ
て、第2段及び第3段のシゴキ加工が順次施され、その
側周部1’aは順次展延され、更に肉厚が小となると共
に硬度が高められる。このシゴキ工程におけるシゴキ率
は50%であるが、シゴキ率を35%〜55%とするシ
ゴキ加工を施すことが可能である。
【0020】シゴキ加工後、メインパンチ6の先端部と
メイン成形型8とにより、中間製品1’の底部1’bが
正極凸部2cを有する所定形状に型成形される。ストリ
ッパー9によって絞り兼シゴキ機から取外された成品は
端部を切断されて、図1に示す電池缶2となる。
【0021】シゴキ工程において用いるメインパンチ6
の先端外周縁Bのアール(曲率半径)Rは、図3の
(b)に示すように、0.2mmのものを用いた。この
結果、図1の(b)に示すように、肩部Aのアールr、
すなわち肩部Aの中心線(図に一点鎖線で示す。)の曲
率半径が0.25mmの電池缶2が得られた。なお前記
メイン成形型8の型形状も前記肩部Aが図1の(b)に
示すような形状に形成されるように構成されていること
は云うまでもない。
【0022】アルカリマンガン電池10は、図4に示す
ように、上記電池缶2に正極合剤12、セパレータ1
3、ゲル負極14、集電子15等を装入し、樹脂封口体
16、絶縁ワッシャ17、負極板18等を電池缶2の封
口部2dに、この封口部2dを変形させることで組込
み、電池缶2の側周部2aにラベル外装11を接着する
ことで完成される。そして前記正極合剤12を押圧部材
で押圧して、電池缶2内に加圧嵌入する際に、電池缶2
の肩部Aに応力集中が起きるが、肩部Aのアールrが
0.25mmと小さいため、正極合剤12の前記肩部A
に当接する部分(外周縁部)Pのアールとの間の寸法差
が小さく、前記応力集中を小さくでき、肩部Aの残留応
力を小として機械的強度の向上を図ることができる。
【0023】上記実施例では肩部Aのアールrを0.2
5mm、パンチ(メインパンチ)6の先端外周縁Bのア
ールRを0.2mmとしたが、これらを夫々0.3mm
以下、0.25mm以下とすれば、前記肩部Aの残留応
力を小として、クラッキング発生の問題を解消すること
ができる。
【0024】
【発明の効果】本発明の電池缶によれば、正極合剤を電
池缶内に加圧嵌入された後における電池缶の肩部の機械
的強度の低下を抑制でき、複数個の電池を接続して使用
する電気機器において、誤ってその1つに放電済みの電
池缶を混入した際に生ずる肩部のクラッキングの発生を
防止でき、漏液発生の問題を解決することができる。
【0025】又本発明の電池缶の製造方法によれば、上
記効果を有する電池缶を、簡単かつ円滑に製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池缶の一実施例を示し、(a)はそ
の一部切欠断面図、(b)はその要部の拡大断面図。
【図2】カップ状中間製品を示す断面図。
【図3】本発明の実施例における絞り兼シゴキ機を示
し、(a)はその概略断面図、(b)はパンチ先端部を
拡大して示す断面図。
【図4】アルカリマンガン電池の一部切欠断面図。
【符号の説明】
1 カップ状中間製品 2 電池缶 2a 側周部 2b 底部 6 パンチ 12 正極合剤 A 肩部 B 先端外周縁 R アール r アール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北岡 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−180058(JP,A) 特開 平8−55613(JP,A) 特開 平7−314056(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有底円筒状に形成され、内部に円筒状の
    正極合剤が加圧嵌入される電池缶において、側周部と底
    部との境界に位置する肩部のアールを0.3mm以下に
    形成したことを特徴とする電池缶。
  2. 【請求項2】 有底円筒状に形成され、内部に円筒状の
    正極合剤が加圧嵌入される電池缶の製造方法において、
    電池缶素材から深絞り工程でカップ状中間製品を製作
    し、その後シゴキ工程において先端外周縁のアールが
    0.25mm以下のパンチを用いて、前記カップ状中間
    製品の側周部を展延させると共に、側周部と底部との境
    界に位置する肩部及び前記底部の形状を前記パンチの先
    端部形状に倣わせて電池缶を製造することを特徴とする
    電池缶の製造方法。
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JP5366489B2 (ja) * 2008-09-29 2013-12-11 Fdkエナジー株式会社 電池缶及び筒型電池
WO2011004522A1 (ja) * 2009-07-08 2011-01-13 パナソニック株式会社 単3形電池
CN113102597A (zh) * 2020-09-01 2021-07-13 东莞市威士曼新能源科技有限公司 全自动c型双点传递式双模电池钢壳拉深加工装置及其工艺

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