JP6085058B1 - 電池缶及び電池 - Google Patents

Abstract

【課題】角型の電池缶本体に対する電池蓋の挿入案内性を良好にすると共に、その挿入時の金属異物の電池缶本体内へ侵入、溶接時の電池缶本体内へのスパッタの飛散及び発電要素へのビーム照射を防止することができる電池缶の提供。【解決手段】電池缶本体１０の一対の短辺側壁部１２及び四箇所の角部１３のうち、少なくとも一箇所に、電池蓋の下方に及ぶ段差部１５を形成され、段差部以外の箇所に、上下方向に関して段差部よりも低い位置で電池蓋の下方に及ぶ低位面部１４が形成され、電池蓋が、周縁から下側へ連なる下面側角部２４と、電池缶本体の段差部と上下方向に対面する下面係合部２５とを有しており、電池蓋の下面側角部が、上下方向に関して前記下面係合部よりも低い位置で前記低位面部と接触又は対向するように形成されている、電池缶。【選択図】図１

Description

この発明は、角型の電池缶本体と電池蓋を溶接して構成される電池缶、及びその電池缶を備える電池に関する。

近年、電池駆動されるハイブリッド自動車、電気自動車、携帯コンピュータ、電動工具が増えている。このような電池としては、リチウムイオン二次電池が代表的であり、その電池形態としては、発電要素を収容する電池缶として、金属製の直方体状の電池缶を備える角型電池が普及している。電池缶は、有底角筒状に形成された電池缶本体と、その電池缶本体の側壁に接合される電池蓋とからなる。電池缶本体の側壁と電池蓋の周縁とが、周方向全周に亘って溶接される。

この種の電池缶では、電池蓋の周縁と電池缶本体の側壁との溶接方法として、上方からエネルギビームを照射する溶接方法が採用されている。これは、電池缶の側方からビーム照射すると、溶接長が延びて溶接時間が長くなる、溶接設備が大型化及び高額化する等の理由で不利なためである。上方からのビーム照射で溶接を可能とするため、電池蓋の周縁は、電池缶本体に対して上方から側壁の内側に挿入可能な形状になっている。その溶接強度を安定化するためには、電池缶本体と電池蓋間の嵌め合い隙間を可能な限り小さく、また、均一にする必要がある。その電池蓋の挿入の際、電池蓋の周縁が電池缶本体の側壁に擦られると、金属異物が発生して電池缶本体内の収容空間へ侵入する可能性がある。この金属異物は、絶縁不良の原因になり得る。金属異物の発生を抑えるため、電池蓋の周縁や電池缶本体の側壁間に長手方向や短手方向の嵌め合い隙間を適宜に設定する。溶接強度の安定化のために嵌め合い隙間を小さくする程、電池缶本体と電池蓋の部品精度や、組立て製造設備の精度に高い精度が必要となり、ひいては設備コストの増大や、電池缶の組立てサイクルタイムの低下を招くこととなり、製造原価を引き上げる要因となる。

また、上方からのビーム照射は、電池缶本体の長辺側壁部を電池蓋の長辺側面部に押し付けた状態に固定し、電池蓋の周縁の一対の長辺側面部と電池缶本体の側壁の一対の長辺側壁部とを密着させた嵌合状態で行われる。一方、電池蓋の短辺側面部及び角面部と、電池缶本体の短辺側壁部及び角部との間では、嵌め合い隙間の設定、電池缶本体の扁平変形に応じて、上下方向に直角な方向の隙間が生じ得る。上方から照射されたビームが、その隙間を通じて電池缶本体内へ至り、電池缶本体内に収容されている発電要素を傷めたり、スパッタが電池缶本体内に飛び散ったりすると、電気的な不良の原因になり得る。また、電池蓋の周縁が電池缶本体の側壁に対して低くなっても、逆に高くなっても、溶接不良が起こり易くなる。

それら不良の発生防止策として、従来、電池缶本体の短辺側壁部や角部の内側面には、少なくとも一箇所に配置された段差部と、当該段差部以外の箇所に配置された低位面部とが形成されている。低位面部は、段差部よりも低い位置で前記電池蓋の下方にある。これら段差部や低位面部により、電池缶本体内の収容空間に配置された発電要素へのビーム照射が防止され、電池缶本体内へのスパッタの飛散が防止される。特に、段差部は、電池蓋の挿入限界位置を定める部位ともなっている。挿入される電池蓋が電池缶本体の段差部と上下方向に突き当ると、電池蓋がそれ以上下方へ挿入されない。電池蓋の挿入限界位置は、溶接にとって適切な位置に設定される。なお、段差部を周方向に長い範囲で均一な高さに冷間プレス加工することは困難なため、低位面部の採用により、冷間プレス加工を容易化している（特許文献１、２）。

また、特許文献２の電池蓋は、その周縁から下側に周方向全周に亘って連続する曲面状の下面側角部を有する。電池蓋を挿入する際、電池蓋の下面側角部が電池缶本体の側壁の上端に接触したとき、その下面側角部は、その側壁の上端を滑って当該電池蓋を当該側壁の内側へ導くことができる。このように、電池蓋の下面形状で電池缶本体の側壁の上端に対する挿入案内性をもたせておくと、電池蓋搬送時の位置ずれが起こっても電池蓋の挿入性が悪くならない。このことは、電池蓋の周縁と電池缶本体の側壁間の嵌め合い隙間を狭く設定する場合に有利である。すなわち、嵌め合い隙間を狭く設定する程、搬送時の位置ずれが起こったときに電池蓋の下面が電池缶本体の側壁の上端に接触し易くなるが、前述の挿入案内性で金属異物の発生を防止したり、電池蓋が電池缶本体の側壁の上端に乗り上げて製造設備が停止する事態を防止したりすることができる。ひいては、前述の部品精度や、組立て製造設備の精度の高精度化も避けられる。

特開２０１４−１０９３６号公報 特開２０１３−９３１１９号公報

しかしながら、特許文献２のような電池缶では、金属異物の侵入やスパッタの飛散を確実に防止することできるのは、電池缶本体の段差部が存在する周方向範囲に限られてしまう。低位面部が存在する周方向範囲においては、電池蓋の下面と低位面部との間が、比較的に電池缶本体内へ大きく開放しており、電池缶本体内への金属異物の侵入やスパッタの飛散を比較的に許し易い問題がある。

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、角型の電池缶本体に対する電池蓋の挿入案内性を電池蓋の形状で良好にすると共に、その挿入時の金属異物の電池缶本体内への侵入、溶接時の電池缶本体内へのスパッタの飛散及び発電要素へのビーム照射を電池缶本体の段差部及び低位面部で防止するようにしつつ、電池缶本体内への金属異物の侵入やスパッタの飛散をより防止することにある。

上記の課題を達成するため、この発明は、電池缶本体と、前記電池缶本体に接合される電池蓋とを備えており、前記電池缶本体が、一対の長辺側壁部と、一対の短辺側壁部と、周方向に隣り合う前記長辺側壁部と前記短辺側壁部を繋ぐ四箇所の角部とからなる側壁を有しており、前記電池蓋が、一対の長辺側面部と、一対の短辺側面部と、周方向に隣り合う前記長辺側面部と前記短辺側面部を繋ぐ四箇所の角面部とからなる周縁を有しており、前記電池蓋の周縁が前記電池缶本体の側壁の内側に挿入された嵌合状態で当該周縁と当該側壁を溶接可能になっており、前記電池缶本体の前記短辺側壁部及び前記角部のうち、少なくとも一箇所に、前記電池蓋の下方に及ぶ段差部が形成され、当該段差部以外の箇所に、上下方向に関して当該段差部よりも低い位置で前記電池蓋の下方に及ぶ低位面部が形成されており、前記電池蓋が、前記挿入の際に前記電池缶本体の側壁の上端に接触したときに当該上端を滑って当該電池蓋を当該側壁の内側へ導くように当該電池蓋の周縁から下側へ連なる下面側角部と、前記電池缶本体の前記段差部と上下方向に対面する下面係合部とを有しており、前記電池缶本体の前記段差部と前記電池蓋の下面係合部の接触によって当該電池缶本体に対する当該電池蓋の挿入限界位置が定められる電池缶において、前記電池蓋の前記下面側角部が、上下方向に関して前記下面係合部よりも低い位置で前記低位面部と接触又は対向するように形成されていることを特徴とする電池缶に構成したものである。

上記構成によれば、その電池缶本体の段差部と電池蓋の下面係合部により、電池缶本体に対する電池蓋の挿入を溶接に適切な限界位置に規制し、その挿入時の金属異物の電池缶本体内への侵入を防止することができ、さらに、電池缶本体の低位面部、段差部により、溶接時の電池缶本体内へのスパッタの飛散及び発電要素へのビーム照射を防止することができる。
また、電池蓋の下面側角部によって良好な挿入案内性を得ることが可能なため、その分、部品精度や組立て製造設備の精度の高精度化を避けつつ、電池蓋の周縁と電池缶本体の側壁間の嵌め合いを小さく設定して溶接強度を安定化させ、また、前述のビーム照射を防止することも可能である。
さらに、電池蓋の下面側角部が下面係合部よりも低い位置で電池缶本体の低位面部と接触又は対向するため、電池蓋を挿入する際に位置ずれがあっても、その下面側角部が電池蓋を電池缶本体の側壁の内側へ導いた以降で下面係合部と段差部による挿入規制が起こる。このため、段差部と下面側角部の接触で金属異物が発生する懸念がない一方、低位面部が存在する周方向範囲では、その下面側角部と低位面部との接触によって両部間が閉じられ、又は両部間を特許文献２の電池缶に比して狭くすることになる。このため、この発明は、電池缶本体内への金属異物の侵入やスパッタの飛散をより防止することができる。

好ましくは、前記電池缶本体の前記低位面部が、前記電池缶本体の側壁と前記電池蓋の周縁間に生じ得る隙間の下方に位置するところで上下方向に直角な方向に沿った平坦部を有するとよい。金属異物やスパッタは、その隙間に入り込める小さなものなので、その隙間の下方で上下方向に直角な方向に沿った平坦部上に留まることを期待できる。したがって、金属異物の侵入やスパッタの飛散を一層防止することができる。

この発明に係る電池缶を備える電池は、電池缶本体内への金属異物の侵入やスパッタの飛散がより防止されているので、不良品の発生を防止することができる。

上述のように、この発明に係る電池缶は、上記構成の採用により、角型の電池缶本体に対する電池蓋の挿入案内性を電池蓋の形状で良好にすると共に、その挿入時の金属異物の電池缶本体内への侵入、溶接時の電池缶本体内へのスパッタの飛散及び発電要素へのビーム照射を電池缶本体の段差部及び低位面部で防止するようにしつつ、電池缶本体内への金属異物の侵入やスパッタの飛散をより防止することができる。

（ａ）はこの発明の第一実施形態に係る電池缶本体に電池蓋を正規に挿入し終えた時点での電池缶の部分平面図、（ｂ）は前記（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線の部分拡大断面図、（ｃ）は前記（ａ）のＩｃ−Ｉｃ線の部分拡大断面図 この発明の第一実施形態に係る電池缶を備える電池の外観を斜め上方から眺めた外観を示す全体斜視図 図１の電池蓋を電池缶本体に正対させた挿入前の様子を示す部分分解斜視図 図１（ｂ）と同じ断面において、電池蓋の下面側角部による挿入案内作用を示す部分拡大断面図 図１（ａ）中のＶ−Ｖ線の断面において、溶接する際のエネルギビームの照射方向及び狙い位置を示す部分拡大断面図 この発明の第二実施形態に係る電池缶本体に電池蓋を正規に挿入し終えた時点での電池缶の部分平面図 （ａ）はこの発明の第三実施形態に係る電池缶本体に電池蓋を正規に挿入し終えた時点での電池缶の部分平面図、（ｂ）は前記（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線の部分拡大断面図

以下、この発明に係る電池缶及び電池の一例としての第一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。

図２、図３に示すように、この電池は、直方体状の外形形状をもった金属製の電池缶を備える角型の密閉型電池になっている。

この電池缶は、有底角筒状に形成された電池缶本体１０と、電池缶本体１０に接合される電池蓋２０とで構成されている。

電池蓋２０は、電池缶本体１０に対して上方から、当該電池缶本体１０に形成された角筒状の側壁の内側に挿入される。この電池は、電池缶本体１０の側壁と、その内側に挿入された電池蓋２０の周縁とが周方向全周に亘って気密に溶接されている。なお、この発明において、上下方向は、電池缶本体１０と電池蓋２０を正対させる直線方向のことをいう。また、周方向は、上下方向に直角な方向で電池缶本体１０の角筒状の側壁を一周する方向のことをいう。図１（ｂ），（ｃ）、図４、図５において、図中上下方向は、この発明における上下方向に一致している。

電池缶本体１０内の収容空間には、図示省略の発電要素、電解剤等が収容されている。電池蓋２０には、発電要素と電気的に接続された正負の極端子３１，３１が取り付けられている。例えば、リチウムイオン二次電池の場合、前述の発電要素としては、扁平状捲回型の電極体が挙げられる。また、電解剤としては、例えば、非水系の電解液、ゲル、ポリマが挙げられる。電池蓋２０には、安全弁や封液口が形成されている。

図２から明らかなように、電池缶本体１０、電池蓋２０は、それぞれ長手方向及び短手方向に対称性をもった形状となっている。なお、この発明において、電池缶本体１０、電池蓋２０における長手方向は、それぞれ電池缶本体１０、電池蓋２０の全長（上下方向に直角な方向に測った当該物の長さ）を規定する仮想二平面が正対する方向のことをいう。また、短手方向は、長手方向に直角な方向のことをいう。通常、長手方向及び短手方向は、電池缶本体１０と電池蓋２０間で相違しない。

電池缶本体１０、電池蓋２０は、それぞれ冷間鍛造プレス加工によって一体に形成されている。電池缶本体１０や電池蓋２０の材料としては、ステンレス、ニッケルメッキ鋼板、アルミニウム合金などが挙げられるが、加工性や耐食性、軽量化の点からアルミニウム合金が好ましい。電池缶本体１０は、例えば、アルミニウム合金の平板を上下の金型に挟み込み、強い圧力をかけながら変形させる絞り加工により有底筒状に成形される。また、電池蓋２０は、例えばアルミニウム合金の平板からプレス加工により打ち抜かれて形成される。

図２、図３に示すように、電池缶本体１０は、一対の長辺側壁部１１，１１と、一対の短辺側壁部１２，１２と、周方向に隣り合う長辺側壁部１１と短辺側壁部１２を繋ぐ四箇所の角部１３，１３，１３，１３とからなる側壁を有する。電池缶本体１０の側壁は、電池缶本体１０の側面及び開口を形成している。

また、電池缶本体１０は、この側壁の下端に連続する図示省略の底部によって閉塞された形状となっている。一方、電池缶本体１０の側壁の上端は、図示省略の底部に対して当該側壁の高さを規定する端面からなる。電池缶本体１０の側壁の上端は、周方向全周に亘って同一高さで連続している。

長辺側壁部１１は、隣接する二箇所の角部１３，１３間に亘って長手方向に連続する中実部分を有する。短辺側壁部１２は、隣接する二箇所の角部１３，１３間に亘って短手方向に連続する中実部分を有する。角部１３は、隣接する長辺側壁部１１と短辺側壁部１２間に亘って円弧状に連続する中実部分を有する。

長辺側壁部１１の内側面及び外側面は、それぞれ長手方向及び上下方向に沿っている。

短辺側壁部１２の外側面は、短手方向及び上下方向に沿っている。角部１３の外側面は、Ｒ面状になっている。

短辺側壁部１２及び角部１３の内側面には、下方に向かって次第に短辺側壁部１２、角部１３の厚さを内側へ大きくした低位面部１４が形成されている。また、短辺側壁部１２の内側面には、長手方向に沿って突き出た段差部１５が形成されている。

段差部１５は、短辺側壁部１２及び角部１３のうち、短辺側壁部１２の短手方向中央部において、長手方向に沿った平坦部になっている。

一方、低位面部１４は、短辺側壁部１２及び角部１３のうち、周方向に関して段差部１５以外の箇所（すなわち、短辺側壁部１２の短手方向の中央部を除いた短手方向両側部分と、角部１３の周方向全域）において、かつ、上下方向に関して段差部１５よりも低い位置において、下方に向かって内側へ傾いた傾斜部になっている。低位面部１４が下方向との間に成す傾斜角は、角部１３から短辺側壁部１２へ周方向に接近するに連れて次第に大きくなっている。

一対の短辺側壁部１２及び四箇所の角部１３の内側面のうち、低位面部１４から上方に連続する部分と、段差部１５から上方に連続する部分は、それぞれ上下方向に沿っている。

電池蓋２０は、一対の長辺側面部２１，２１と、一対の短辺側面部２２，２２と、周方向に隣り合う長辺側面部２１と短辺側面部２２を繋ぐ四箇所の角面部２３とからなる周縁を有する。

電池蓋２０の周縁は、周方向全周に亘って電池蓋２０と電池缶本体１０の側壁間の嵌め合いを規定する電池蓋２０の側面部分からなる。

長辺側面部２１は、電池蓋２０のうち、電池缶本体１０の長辺側壁部１１との間での嵌め合いを規定する周縁部分からなる。一対の長辺側面部２１，２１は、電池蓋２０の短手方向の長さ（全幅）を規定する部位となっている。

短辺側面部２２は、電池蓋２０のうち、電池缶本体１０の短辺側壁部１２との間での嵌め合いを規定する周縁部分からなる。一対の短辺側面部２２，２２は、電池蓋２０の長手方向の長さ（全長）を規定する部位となっている。

角面部２３は、電池蓋２０のうち、電池缶本体１０の角部１３との間での嵌め合いを規定する周縁部分からなる。

一対の長辺側面部２１，２１、一対の短辺側面部２２，２２、及び四箇所の角面部２３は、それぞれ上下方向に沿っている。角面部２３は、隣接する長辺側面部２１と短辺側面部２２間を繋ぐＲ面状になっている。

電池蓋２０の周縁と、電池缶本体１０の側壁との間には、周方向全周に亘って嵌め合い隙間が設定されている。その嵌め合い隙間は、長手方向に関して０．０５ｍｍ以下の大きさに設定され、短手方向に関して０．１０ｍｍ以下に設定されている。電池蓋２０を電池缶本体１０の側壁の内側へ挿入する搬送工程においては、電池蓋２０が電池缶本体１０の上方まで搬送される。この際、搬送の目標位置は、電池蓋２０と電池缶本体１０の短手方向及び長手方向の中央が一致するように設定されるが、寸法公差、搬送装置の位置決め精度の限界がある。このため、電池蓋２０が電池缶本体１０に対して上方から所定の挿入限界位置まで挿入された時点において、電池蓋２０の周縁と電池缶本体１０の側壁間には、片寄った嵌め合いとなり、隙間が生じ得る。

また、電池蓋２０は、図１（ａ）〜（ｃ）、図３に示すように、電池缶本体１０の低位面部１４と上下方向に重なる下面側角部２４と、電池缶本体１０の段差部１５と上下方向に対面する下面係合部２５とを有する。

下面側角部２４は、電池蓋２０の一対の短辺側面部２２，２２、及び四箇所の角面部２３のうち、下面係合部２５との連続部分（図示例では、各短辺側面部２２の短手方向中央部分）を除いた全ての下辺縁領域から下側へ連なっている。下面側角部２４は、下方に向かって次第に電池蓋２０の中央軸線に接近するように傾斜している。なお、電池蓋２０の中央軸線は、電池蓋２０を長手方向に二等分する仮想平面と、電池蓋２０を短手方向に二等分する仮想平面とが交差する上下方向の仮想直線のことをいう。

前述のように電池蓋２０を電池缶本体１０の側壁の内側へ挿入する際、図４中に二点鎖線で示すように、電池蓋２０が電池缶本体１０に対して所定の位置からずれていたとき、電池蓋２０の下面側角部２４が、電池缶本体１０の側壁の上端に接触し、当該上端を滑って電池蓋２０を当該側壁の内側へ導き（同図中の矢線参照。）、最終的には、同図中に実線で示すように、電池蓋２０が完全に電池缶本体１０の側壁の内側に収まる。電池缶本体１０と電池蓋２０の部品精度、電池蓋２０の挿入を行う組立て製造設備の位置決め精度は、図４中に二点鎖線の図示から明らかなように、電池缶本体１０と電池蓋２０の長手方向の嵌め合い設定に対して不足している。このため、下面側角部２４による電池蓋２０の挿入案内性が重要となるが、下面側角部２４の配置や形状は、電池蓋２０を電池缶本体１０の側壁の内側へ導く案内が可能な限り、適宜に決定すればよい。なお、図中二点鎖線の電池蓋２０は、前述の精度で起こり得る、電池缶本体１０の側壁に対して最大限の片寄った挿入状態を示している。

また、図３に示すように、電池蓋２０には、一対の長辺側面部２１，２１の下辺縁領域から下側へ連なる第二の下面側角部２６が形成されている。第二の下面側角部２６は、下面側角部２４間に亘って周方向に連続し、かつ下面側角部と同じ傾斜角をもっている。第二の下面側角部２６は、電池蓋２０の形状複雑化を避けるためのものであって、適宜に省略してもよい。勿論、前述の部品精度や位置決め精度が短手方向の嵌め合い設定に対しても不足するのであれば、第二の下面側角部２６も重要となる。

図１（ａ）〜（ｃ）、図３に示すように、下面係合部２５は、上下方向に関して下面側角部２４よりも高位置で、上下方向に直角な方向に沿った平坦面状に形成されている。下面係合部２５は、各短辺側面部２２の短手方向中央部の下端から長手方向に延びている。下面係合部２５は、下方に向かって開放されており、下面側角部２４及び電池蓋２０の周縁から凹んだ凹部内にある。対応の段差部１５と上下方向に突き当る。この各下面係合部２５と対応の段差部１５の突き当り接触によって、電池缶本体１０に対する電池蓋２０の挿入限界位置が定められる。

前述のような下面係合部２５及び下面側角部２４は、従来と同様、板材を上下に挟む金型のプレス加工で形成することができ、電池蓋２０の製造は格別に困難化しない。

なお、下面係合部２５は、電池缶本体１０の段差部１５に比して長手方向及び短手方向に大きな寸法に設定されている。この寸法差は、前述の嵌め合い隙間分よりも大きく設定されている。これは、前述の電池蓋２０の挿入の際、嵌め合い隙間の範囲内で最大限に片寄っても、段差部１５の縁が下面側角部２４に接触しないようにして、金属異物の発生を防止するためのものである。

電池蓋２０の下面側角部２４は、図１（ｃ）に示すように、上下方向に関して下面係合部２５よりも低い位置で電池缶本体１０の低位面部１４と接触するように傾斜している。この接触は、図１（ｂ）に示すように、電池蓋２０の各下面係合部２５が電池缶本体１０の対応の段差部１５に上下方向に突き当った挿入限界状態になっているとき、低位面部１４の周方向全範囲で生じるように設定されている。特に、短辺側壁部１２の周方向範囲では、低位面部１４と下面側角部２４の接触態様が面接触とされ、角部１３の周方向範囲では、低位面部１４と下面側角部２４の接触態様が、短辺側壁部１２から周方向に離れるにつれて次第に線接触へ変化していく。

また、前述の挿入限界状態になっているとき、電池蓋２０の周縁と、電池缶本体１０の側壁の上端とが周方向全周に亘って同高さとなるように、電池蓋２０の下面側角部２４と下面係合部２５間の上下方向の高低差と、電池缶本体１０の低位面部１４と段差部１５間の上下方向の高低差と、低位面部１４及び下面側角部２４の夫々の上下方向に対する傾斜角とが設定されている。

前述の挿入限界状態において電池缶本体１０の一対の長辺側壁部１１，１１を図示省略の固定治具で短手方向に全面的に挟むと、各長辺側壁部１１が、電池蓋２０の対応の長辺側面部２１に全面的に短手方向に密着させられる。その結果、電池缶本体１０の側壁が扁平変形を生じ、前述の嵌め合い隙間と相俟って、電池蓋２０の短辺側面部２２と電池缶本体１０の短辺側壁部１２との間や、電池蓋２０の角面部２３と電池缶本体１０の角部１３との間には、上下方向に直角な方向の隙間ｇが生じ得る。なお、図示省略するが、電池蓋２０の角面部２３と電池缶本体１０の角部１３との間の隙間ｇは、電池蓋２０の短辺側面部２２と電池缶本体１０の短辺側壁部１２との間での隙間ｇを超えない大きさで生じる。

このような隙間ｇが生じ、かつ電池蓋２０の各長辺側面部２１と電池缶本体１０の対応の長辺側壁部１１とが短手方向に密着し、かつ電池蓋２０の周縁と電池缶本体１０の側壁の上端とが周方向全周に亘って実質的に同高さになっている嵌合状態で、電池蓋２０の周縁と電池缶本体１０の側壁とが溶接されることになる。

電池缶本体１０の前述の低位面部１４は、電池缶本体１０の一対の短辺側壁部１２，１２及び四箇所の角部１３，１３，１３，１３のうち、前述の嵌合状態のときに対応の短辺側面部２２及び角面部２３との間に隙間ｇが生じ得る周方向範囲にあって、上下方向に関して隙間ｇよりも低い位置で電池蓋２０の下面側角部２４の下方に及ぶように内側へ傾斜している。

また、電池缶本体１０の前述の段差部１５は、電池缶本体１０の一対の短辺側壁部１２，１２及び四箇所の角部１３，１３，１３，１３のうち、前述の嵌合状態のときに対応の短辺側面部２２及び角面部２３との間に隙間ｇが生じ得る周方向範囲にあって、かつ周方向に関して低位面部１４と異なる位置にあり、上下方向に関して隙間ｇよりも低い位置で電池蓋２０の下面係合部２５の下方に及ぶように内側へ突出している。

前述の嵌合状態で図５中に黒塗りで示す狙い位置でエネルギビームＬＳが照射される。そのエネルギビームとしては、レーザビーム、電子ビームなどが挙げられる。レーザとしては、ファイバレーザなどのＣＷレーザや、ＹＡＧレーザなどのパルスレーザが挙げられる。この照射は、周方向に沿って進められる。これにより、電池蓋２０の周縁と電池缶本体１０の側壁とが気密に接合される。

この電池缶は上述のようなものであり（図１参照）、電池缶本体１０に対して上方から電池蓋２０が電池缶本体１０の側壁の内側へ挿入される際、部品精度や組立て製造装置の精度上の限界から、電池蓋２０の下面側角部２４が電池缶本体１０の側壁の上端に擦れたときでも、電池蓋２０の周縁から下側に連続した傾斜状の下面側角部２４が電池缶本体１０の側壁の上端に滑り接触する挿入案内性により、電池蓋２０が電池缶本体１０の側壁の内側へ円滑に導かれるので、金属異物の発生や電池蓋の乗り上げによる製造設備の停止を防止することが可能であり、その分、部品精度や組立て製造設備の精度の高精度化を避けつつ、電池蓋の周縁と電池缶本体の側壁間の嵌め合いを小さく設定して溶接強度を安定化させることもできる。

また、この電池缶は、電池蓋２０の下面側角部２４の挿入案内性によって嵌め合いを小さく設定することができるので、電池蓋２０の周縁と電池缶本体１０の側壁を溶接する嵌合状態のときに電池蓋２０の短辺側面部２２、角面部２３と、電池缶本体１０の対応の短辺側壁部１２、角部１３との間に隙間ｇが生じ得る場合でも、その隙間ｇを小さく設定して電池缶本体１０内の発電要素へのビーム照射を防止することが可能である。

また、この電池缶は、電池缶本体１０に対して上方から電池蓋２０が電池缶本体１０の側壁の内側へ挿入される際、電池蓋２０の各下面係合部２５と、電池缶本体１０の対応の段差部１５とが上下方向に突き当る接触により、電池缶本体１０に対する電池蓋２０の挿入限界位置を上方からのビーム照射で溶接するのに適切な位置に定めることができる。

また、この電池缶は、電池蓋２０の下面側角部２４が下面係合部２５よりも低い位置で電池缶本体１０の低位面部１４と接触するため、電池蓋２０を挿入する際に電池蓋２０が電池缶本体１０の側壁の上端に接触しても、その下面側角部２４が電池蓋２０を電池缶本体１０の側壁の内側へ導いた以降で下面係合部２５と段差部１５による挿入規制が起こる。このため、段差部１５と下面側角部２４の接触で金属異物が発生する懸念がない。

また、この電池缶は、電池缶本体１０の段差部１５と電池蓋２０の下面係合部２５間において、前述の電池蓋２０の挿入時に発生した金属異物が電池缶本体１０内へ侵入することを特に防止することができると共に、前述の嵌合状態での溶接時に発生したスパッタが電池缶本体１０内へ飛散することも特に防止することができる。

さらに、この電池缶は、電池蓋２０が電池缶本体１０の内側へ所定に挿入された時点で、電池蓋２０の下面側角部２４が下面係合部２５よりも低い位置で電池缶本体１０の低位面部１４と接触し、その下面側角部２４と低位面部１４間が閉じられるので、この間においても、前述の電池蓋２０の挿入時に発生した金属異物が電池缶本体１０内へ侵入することを特に防止することができると共に、前述の嵌合状態での溶接時に発生したスパッタが電池缶本体１０内へ飛散することも特に防止することができる。したがって、この電池缶は、従来例に比して、電池缶本体１０内への金属異物の侵入やスパッタの飛散をより防止することができる。

また、この電池は、電池缶本体１０内への金属異物の侵入やスパッタの飛散がより防止されているので、不良品の発生を防止することができる。

この発明に係る第二実施形態を図６に基づいて説明する。以下、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

図６に示すように、第二実施形態に係る電池缶は、電池缶本体に複数の段差部１５，１５が形成されている一方、電池蓋に対応の配置で複数の下面係合部２５が形成されている点で第一実施形態と相違している。このように、段差部１５を短手方向に関して複数箇所に分散配置で形成すると、電池蓋２０の姿勢安定性をより向上させることができる。

この発明に係る第三実施形態を図７に基づいて説明する。以下、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

第三実施形態に係る電池缶は、電池缶本体の側壁のうち、隙間ｇの下方かつ周方向に関して段差部１５と異なる位置に、上下方向に直角な方向に沿った平面部４１が形成されており、その平面部４１から低位面部４２が形成されている点で第一実施形態と相違している。平面部４１は、その上方における隙間ｇの幅と同等の幅に設定されている。金属異物やスパッタは、その隙間ｇに入り込める小さなものなので、その隙間ｇの下方で上下方向に直角な方向に沿った平面部４１上に留まることを期待できる。したがって、この電池缶は、金属異物の侵入やスパッタの飛散を一層防止することができる。

また、この電池缶では、平面部４１の形成に伴い、低位面部４２の傾斜角が僅かに変更されている。これに伴い、下面係合部２５と段差部１５が上下に突き当った挿入限界状態のとき、電池蓋の下面側角部２４が低位面部４２と実質的に接触せず、隙間ｇよりも狭い間隔で低位面部４２と対向する点でも第一実施形態と相違している。その対向間隔は、平面部４１と低位面部４２の交差する縁との間で規定されており、隙間ｇよりも十分に小さく設定されている。金属異物やスパッタは隙間ｇに入り込める程度の小さなものなので、下面側角部２４と低位面部４２とを隙間ｇよりも狭い間隔で対向させておけば、金属異物やスパッタが平面部４１上から電池缶本体の収容空間内へ落下しようとしても、下面側角部２４に引っ掛かり、侵入や飛散を防止することができる。

今回開示された実施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。したがって、本発明の範囲は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。

例えば、第二実施形態と第三実施形態を組み合わせてもよい。

また、段差部を電池缶本体の各角部に形成し、低位面部を短辺側壁部のみに形成してもよい。また、電池缶本体の長辺側壁部に段差部や低位面部を追加してもよい。また、低位面部の全部又は一部を傾斜部に形成したが、低位面部の全部を上下方向に対して直角な平坦部に形成してもよい。

また、電池蓋と電池缶本体間の嵌め合いは、隙間を設定した場合に限定されず、電池蓋を電池缶本体の側壁の内側に圧入嵌合するようにしてもよい。要するに、部品精度及び使用する組立て製造設備の位置決め精度上、電池蓋の下面側角部によって電池蓋の挿入を案内可能な範囲内であれば、金属異物の発生と、電池蓋の乗り上げによる製造設備の停止とを防止可能なため、その範囲内で嵌め合い隙間を可及的に小さく設定し、又は嵌め合いに締め代を設定することが可能である。

１０ 電池缶本体
１１ 長辺側壁部
１２ 短辺側壁部
１３ 角部
１４，４２ 低位面部
１５ 段差部
２０ 電池蓋
２１ 長辺側面部
２２ 短辺側面部
２３ 角面部
２４ 下面側角部
２５ 下面係合部
４１ 平面部
ｇ 隙間

Claims (5)

1. 電池缶本体（１０）と、前記電池缶本体（１０）に接合される電池蓋（２０）とを備えており、
   前記電池缶本体（１０）が、一対の長辺側壁部（１１）と、一対の短辺側壁部（１２）と、周方向に隣り合う前記長辺側壁部（１１）と前記短辺側壁部（１２）を繋ぐ四箇所の角部（１３）とからなる側壁を有しており、
   前記電池蓋（２０）が、一対の長辺側面部（２１）と、一対の短辺側面部（２２）と、周方向に隣り合う前記長辺側面部（２１）と前記短辺側面部（２２）を繋ぐ四箇所の角面部（２３）とからなる周縁を有しており、
   前記電池蓋（２０）の周縁が前記電池缶本体（１０）の側壁の内側に挿入された嵌合状態で当該周縁と当該側壁を溶接可能になっており、
   前記電池缶本体（１０）の前記短辺側壁部（１２）及び前記角部（１３）のうち、少なくとも一箇所に、前記電池蓋（２０）の下方に及ぶ段差部（１５）が形成され、当該段差部（１５）以外の箇所に、上下方向に関して当該段差部（１５）よりも低い位置で前記電池蓋（２０）の下方に及ぶ低位面部（１４，４２）が形成されており、
   前記電池蓋（２０）が、前記挿入の際に前記電池缶本体（１０）の側壁の上端に接触したときに当該上端を滑って当該電池蓋（２０）を当該側壁の内側へ導くように当該電池蓋（２０）の周縁から下側へ連なる下面側角部（２４）と、前記電池缶本体（１０）の前記段差部（１５）と上下方向に対面する下面係合部（２５）とを有しており、
   前記電池缶本体（１０）の前記段差部（１５）と前記電池蓋（２０）の下面係合部（２５）の接触によって当該電池缶本体（１０）に対する当該電池蓋（２０）の挿入限界位置が定められる電池缶において、
   前記電池蓋（２０）の前記下面係合部（２５）が、上下方向に関して当該電池蓋（２０）の前記下面側角部（２４）よりも高位置に形成されており、
   前記電池蓋（２０）の前記下面側角部（２４）が、上下方向に関して前記下面係合部（２５）よりも低い位置で前記低位面部（１４，４２）と接触又は対向するように形成されていることを特徴とする電池缶。
2. 前記電池缶本体（１０）の前記低位面部（４２）が、前記電池缶本体（１０）の側壁と前記電池蓋（２０）の周縁間に生じ得る隙間（ｇ）の下方に位置するところで上下方向に直角な方向に沿った平面部（４１）を有する請求項１に記載の電池缶。
3. 前記電池蓋（２０）の前記下面側角部（２４）は、前記隙間（ｇ）よりも狭い間隔で前記低位面部（４２）と対向するように形成されている請求項２に記載の電池缶。
4. 前記電池蓋（２０）の前記下面係合部（２５）は、上下方向に直角な方向に沿った平坦面状に形成されており、かつ前記下面側角部（２４）及び当該電池蓋（２０）の周縁から凹んだ凹部内にあって下方に向かって開放されており、かつ前記電池缶本体（１０）の前記段差部（１５）に比して長手方向及び短手方向に大きな寸法に設定されており、
   前記電池蓋（２０）の前記下面側角部（２４）は、当該電池蓋（２０）の一対の短辺側面部（２２）及び四箇所の角面部（２３）のうち、前記下面係合部（２５）との連続部分を除いた全ての下辺縁領域から下側へ連なっている請求項１から３のいずれか１項に記載の電池缶。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の電池缶を備える電池。

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