KR20130064133A - 전지 케이스용 덮개 및 전지 케이스용 덮개의 제조 방법 - Google Patents

전지 케이스용 덮개 및 전지 케이스용 덮개의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

피성형 금속판의 가공 경화를 억제하는 동시에, 용이하게 제조할 수 있는 전지 케이스용 덮개 및 전지 케이스용 덮개의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 금속판을 가공하여 성형된 전지 케이스용 덮개(1)이며, 기판부(2)와, 기판부(2)에 설치된 방폭 밸브(4)를 갖고, 방폭 밸브(4)는, 기판부(2)보다도 얇은 박판부(41)를 갖고, 박판부(41)는, 금속판을 구속하지 않는 상태에서 금속판을 압연하여 성형되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

전지 케이스용 덮개 및 전지 케이스용 덮개의 제조 방법 {BATTERY CASE LID AND MANUFACTURING METHOD FOR BATTERY CASE LID}
본 발명은, 2차 전지에서 사용되는 전지 케이스용 덮개에 관한 것이다.
2차 전지는, 예를 들어 내부에 전해질을 구비한 전지 케이스와 전지 케이스의 개구를 덮는 전지 케이스용 덮개로 구성되어 있다. 전지 케이스용 덮개는, 전지 케이스에 용접되는 기판부와, 전해질에 이상이 발생한 경우에 전지 케이스 내의 내압을 개방하기 위한 방폭 밸브를 주로 구비하고 있다. 방폭 밸브는, 기판부보다도 얇게 성형되어 있어, 소정 이상의 내압이 작용하였을 때에, 파단되도록 되어 있다.
종래, 이 방폭 밸브를 성형하는 경우, 예를 들어 기판부와 방폭 밸브를 용접으로 접합하고 있었다. 그러나 기판부와 방폭 밸브를 용접으로 접합하면, 접합 부분의 두께를 일정하게 하는 것이 곤란해지므로, 내압을 개방하는 작동압을 일정하게 할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 용접으로는 접합 작업이 번잡해진다고 하는 문제가 있었다.
특허문헌 1에는, 1매의 금속판을 프레스 가공하여, 방폭 밸브를 성형하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 관한 성형 방법은, 1매의 금속판에 코이닝을 행하여, 기판부보다도 얇은 박판부를 성형한 후, 박판부의 주위에 홈부를 성형하는 공정이 기재되어 있다. 이 홈부는, 소정 이상의 내압을 받았을 때에, 확실하게 파단되도록 박판부보다도 더욱 얇게 성형되어 있다. 또한, 특허문헌 1에 관한 성형 방법에서는, 홈부를 성형한 후에, 가공 경화한 방폭 밸브의 작동압을 조정하기 위해, 어닐링 공정을 행하는 취지가 기재되어 있다.
일본 특허 3222418호 공보
그러나 금속판에 코이닝 등의 프레스 가공을 행하여 박판부를 성형한 후, 이 박판부에 홈부를 형성하는 경우, 피성형 금속판(워크)이 가공 경화되어 있으므로, 홈부를 성형할 때에 깨져 버린다고 하는 문제가 있었다. 특히, 2차 전지의 소형화, 박형화가 진행되고 있는 최근에 있어서는, 종래의 제조 방법에서는 이와 같은 요구에 대응할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 1에 관한 성형 방법에서는, 피성형 금속판이 가공 경화되어 있으므로, 어닐링 공정을 행하여 피성형 금속판을 연하게 하여 방폭 밸브의 작동압을 조정해야만 한다. 그로 인해, 제조 작업이 번잡해진다고 하는 문제가 있었다. 또한, 방폭 밸브는 얇으므로, 외력이나 열로부터 방폭 밸브를 보호할 필요가 있다.
이와 같은 관점으로부터, 본 발명은, 피성형 금속판의 가공 경화를 억제하는 동시에, 용이하게 제조할 수 있는 전지 케이스용 덮개 및 전지 케이스용 덮개의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 제조가 용이한 동시에, 방폭 밸브의 주위를 보호할 수 있는 전지 케이스용 덮개를 제공하는 것을 과제로 한다.
이와 같은 과제를 해결하는 본 발명은, 금속판을 가공하여 성형된 전지 케이스용 덮개이며, 기판부와, 상기 기판부에 설치된 방폭 밸브를 갖고, 상기 방폭 밸브는, 상기 기판부보다도 얇은 박판부를 갖고, 상기 박판부는, 상기 금속판을 구속하지 않는 상태에서 상기 금속판을 압연하여 성형되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 금속판을 구속하지 않는 상태에서 금속판을 압입하므로, 성형 시의 변형의 도입량이 적어져 피성형 금속판의 가공 경화를 억제할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 박판부에 홈부를 성형할 때에, 박판부가 깨지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 피성형 금속판의 가공 경화를 억제할 수 있으므로, 어닐링 공정을 생략하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 작업 공정을 적게 할 수 있다.
또한, 상기 박판부에는 홈부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 홈부가 형성된 부분이 더욱 얇게 되므로, 소정의 작동압으로 확실하게 파단시킬 수 있다.
또한, 상기 방폭 밸브의 주위에 상기 박판부보다도 두꺼운 통 형상 벽부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방폭 밸브의 주위에 절첩부가 형성되어 있고, 상기 절첩부는, 상기 금속판을 절첩하여 성형되고, 상기 박판부보다도 두껍게 성형되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 박판부를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은, 방폭 밸브를 구비한 전지 케이스용 덮개를 제조하는 방법이며, 오목부를 구비한 연신 성형용 다이에 배치된 금속판의 일측으로부터 연신 성형용 펀치를 압입하여, 상기 방폭 밸브를 구성하는 박판부를 성형하는 연신 성형 공정을 포함하고, 상기 오목부의 내경은, 상기 연신 성형용 펀치의 외경보다도 크게 되어 있고, 상기 연신 성형 공정에서는, 상기 금속판을 구속하지 않는 상태에서 상기 연신 성형용 펀치를 압입하고, 상기 오목부의 바닥면과 상기 연신 성형용 펀치의 압박면 사이에서 상기 금속판을 압연함으로써, 상기 박판부를 성형하는 것을 특징으로 한다.
이러한 제조 방법에 의하면, 금속판을 구속하지 않는 상태에서, 연신 성형용 펀치로 금속판을 압입하므로, 성형 시의 변형의 도입량이 적어져 피성형 금속판의 가공 경화를 억제할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 박판부에 홈부를 성형할 때에, 박판부가 깨지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 피성형 금속판의 가공 경화를 억제할 수 있으므로, 어닐링 공정을 생략하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 작업 공정을 적게 할 수 있다.
또한, 상기 박판부에 홈부를 성형하는 홈부 성형 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에 의하면, 홈부가 형성된 부분이 더욱 얇게 되므로, 소정의 작동압으로 확실하게 파단시킬 수 있다.
또한, 상기 연신 성형 공정에서는, 상기 박판부의 주위에 통 형상 벽부가 형성되고, 상기 통 형상 벽부의 높이는, 상기 연신 성형용 다이의 오목부의 깊이보다도 크게 되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에 의하면, 성형 시의 변형의 도입량을 보다 억제할 수 있다.
또한, 상기 연신 성형 공정의 이후에, 상기 박판부의 외경보다도 작은 외경인 되꺾음용 펀치로, 상기 금속판의 타측으로부터 상기 박판부를 압박하여, 상기 박판부의 주위에 형성된 통 형상 벽부를 되꺾는 되꺾기 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 제조 방법에 의하면, 통 형상 벽부의 높이를 낮게 할 수 있으므로, 전지 케이스용 덮개의 높이를 낮게 할 수 있다.
또한, 상기 되꺾기 공정의 이후에, 상기 되꺾기 공정에서 상기 통 형상 벽부가 되꺾어짐으로써 성형된 만곡부를, 절첩용 펀치로 상기 금속판의 타측으로부터 압박하여, 상기 만곡부를 절첩하는 절첩 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 제조 방법에 의하면, 통 형상 벽부의 높이를 보다 낮게 할 수 있으므로, 전지 케이스용 덮개의 높이를 보다 낮게 할 수 있다. 또한, 방폭 밸브의 주위에, 금속판을 절첩하여 성형된 후육 부분이 생기므로, 방폭 밸브를 보호할 수 있다.
또한, 상기 연신 성형용 다이의 오목부의 측면과 상기 연신 성형용 펀치의 간극이, 상기 금속판의 두께보다도 작게 설정되어 있는 것이 바람직하다.
오목부의 측면과 연신 성형용 펀치의 간극이, 금속판의 두께와 동등하거나, 그것보다도 크면, 피성형 금속판이 연신 성형용 다이에 끌어 들여진 후에, 피성형 금속판을 압연하여 박판부를 얇게 성형하는 가공이 행해진다. 그로 인해, 피성형 금속판 중 연신 성형용 다이와 연신 성형용 펀치 사이에 끼워져 있지 않은 부분에 변형(주름)이 발생하는 경우가 있다.
그러나 이러한 제조 방법에 의하면, 오목부의 측면과 연신 성형용 펀치의 간극이, 금속판의 두께보다도 작으므로, 연신 성형 공정에 있어서의 피성형 금속판의 최초의 움직임은, 연신 성형용 다이와 연신 성형용 펀치 사이에 끼워진 부분으로 된다. 이에 의해, 피성형 금속판 중 연신 성형용 다이와 연신 성형용 펀치 사이에 끼워져 있지 않는 부분의 변형을 적게 할 수 있어, 제품의 품질을 높일 수 있다.
또한, 상기 연신 성형용 펀치의 압박면은, 상기 연신 성형용 펀치의 압박 방향을 향해 볼록 형상으로 되는 구면을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이러한 제조 방법에 의하면, 피성형 금속판의 중앙으로부터 방사상으로 피성형 금속판을 압연할 수 있으므로, 박판부의 두께를 균일하게 할 수 있다.
또한, 상기 연신 성형용 펀치의 측면의 선단에, 측방으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 제조 방법에 의하면, 가공 시에 연신 성형용 펀치의 측면과 피성형 금속판의 마찰을 회피할 수 있다. 이에 의해, 마찰 저항에 의해 피성형 금속판이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 연신 성형 공정의 이후에, 상기 박판부를 평탄하게 교정하는 교정 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 연신 성형 공정 시에, 박판부가 펀치의 압입 방향을 향해 약간 볼록 형상으로 되는 경우가 있지만, 이러한 제조 방법에 의하면, 박판부를 평탄하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 금속판을 가공하여 성형된 전지 케이스용 덮개이며, 기판부와, 상기 기판부에 설치된 방폭 밸브를 갖고, 상기 방폭 밸브는, 상기 기판부보다도 얇은 박판부를 갖고, 상기 방폭 밸브의 주위에 상기 박판부보다도 두껍게 형성된 통 형상 벽부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 금속판을 가공하여 성형된 전지 케이스용 덮개이며, 기판부와, 상기 기판부에 설치된 방폭 밸브를 갖고, 상기 방폭 밸브는, 상기 기판부보다도 얇은 박판부를 갖고, 상기 방폭 밸브의 주위에 절첩부가 형성되어 있고, 상기 절첩부는, 상기 금속판을 절첩하여 성형되고, 상기 박판부보다도 두껍게 성형되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 박판부를 보호할 수 있다.
또한, 상기 박판부에는 홈부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 홈부가 형성된 부분이 더욱 얇게 되므로, 소정의 작동압으로 확실하게 파단시킬 수 있다.
본 발명에 관한 전지 케이스용 덮개 및 전지 케이스용 덮개의 제조 방법에 의하면, 피성형 금속판의 가공 경화를 억제하는 동시에 전지 케이스용 덮개를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 전지 케이스용 덮개에 의하면, 방폭 밸브의 주위를 보호할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 전지 케이스 및 전지 케이스용 덮개를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 전지 케이스용 덮개를 도시하는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 단면도이다.
도 3은 실시 형태에 관한 제1 홈부 및 제2 홈부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5의 (a) 내지 (d)는, 본 실시 형태에 관한 연신 성형 공정을 단계적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 연신 성형 공정 후의 피성형 금속판을 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 제1 교정 공정을 도시하는 단면도로, (a)는 교정 전을 도시하고, (b)는 교정 후의 피성형 금속판을 도시한다.
도 8은 본 실시 형태에 관한 제2 교정 공정을 도시하는 단면도로, (a)는 교정 전을 도시하고, (b)는 교정 후의 피성형 금속판을 도시한다.
도 9는 본 실시 형태에 관한 되꺾기 공정을 도시하는 단면도로, (a)는 되꺾기 이전을 도시하고, (b)는 되꺾기 이후를 도시한다.
도 10은 본 실시 형태에 관한 예비 절첩 공정을 도시하는 단면도로, (a)는 예비 절첩 전, (b)는 예비 절첩 후를 도시한다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 본 절첩 공정을 도시하는 단면도로, (a)는 본 절첩 전, (b)는 본 절첩 후를 도시한다.
도 12는 본 실시 형태에 관한 홈부 성형 공정을 도시하는 단면도로, (a)는 성형 전, (b)는 성형 후를 도시한다.
도 13은 방폭 밸브의 홈부의 변형예를 도시한 확대 단면도이다.
도 14는 전지 케이스용 덮개의 제1 변형예를 도시한 단면도이다.
도 15는 전지 케이스용 덮개의 제2 변형예를 도시한 단면도이다.
도 16은 전지 케이스용 덮개의 제3 변형예를 도시한 단면도이다.
도 17은 전지 케이스용 덮개의 제4 변형예를 도시한 단면도이다.
도 18은 전지 케이스용 덮개의 제5 변형예를 도시한 단면도이다.
본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 먼저, 전지 케이스용 덮개(1)의 구성에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 전지 케이스용 덮개(1)는, 2차 전지에서 사용되는 전지 케이스 P의 개구 Q를 덮는 금속제의 판 형상 부재이다. 전지 케이스 P의 내부에는 전해질이 충전된다. 개구 Q와 전지 케이스용 덮개(1)를 용접함으로써 전지 케이스 P를 밀폐한다. 또한, 설명에 있어서의 상하 좌우 전후는 도 1의 화살표에 따른다.
전지 케이스용 덮개(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판부(2)와, 절첩부(3)와, 방폭 밸브(4)로 구성되어 있다. 전지 케이스용 덮개(1)는, 1매의 알루미늄 합금판을 가공하여 성형되어 있다. 전지 케이스용 덮개(1)의 재료는, 본 실시예에서는 알루미늄 합금을 사용하였지만, 예를 들면 구리나 철 등의 다른 금속이어도 된다.
기판부(2)는, 평탄한 판 형상 부재로 전지 케이스 P의 개구 Q를 덮는다. 기판부(2)의 형상은, 개구 Q에 대응하여 평면에서 볼 때 직사각형으로 되어 있다. 기판부(2)의 판 두께는 일정하게 되어 있고, 예를 들어 1.2㎜ 내지 3.0㎜로 설정하면 된다. 기판부(2)의 형상은, 개구 Q의 형상에 따라 적절히 변경이 가능하다. 또한, 기판부(2)에는, 전극을 설치하기 위한 관통 구멍이나 전해질을 주입하기 위한 주입 구멍 등이 형성되어 있지만 도시는 생략한다.
절첩부(3)는, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 기판부(2)에 있어서 금속판이 3층으로 절첩되어 링 형상으로 성형된 부위이다. 절첩부(3)는, 방폭 밸브(4)의 외주의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 절첩부(3)는, 기판부(2)보다도 두껍게 되어 있어, 방폭 밸브(4)의 주위를 보호(보강)하고 있다. 절첩부(3)를 구성하는 금속판의 각 층의 두께는, 하층이 가장 두껍고, 상층을 향해 서서히 얇아져 있다. 절첩부(3)의 두께는, 기판부(2)보다도 두꺼우면 특별히 제한되지 않지만, 본 실시예에서는 기판부(2)의 2배 정도의 두께로 되어 있다. 절첩부(3)는, 후기하는 절첩 공정에 의해 성형된다.
방폭 밸브(4)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 절첩부(3)의 내부에 형성되어 있고, 전지 케이스 P 내에서 소정 이상의 내압이 작용하였을 때에 파단되어, 내압을 개방하기 위한 밸브이다. 방폭 밸브(4)는, 박판부(41)와, 박판부(41)에 각각 성형된 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45), 제2 홈부(46)로 구성되어 있다.
박판부(41)는, 평면에서 볼 때 원 형상을 나타내고, 기판부(2)보다도 얇게 성형되어 있다. 박판부(41)의 두께는, 내압을 개방할 때의 작동압에 따라 적절히 설정하면 되고, 예를 들어 0.1㎜ 내지 1.5㎜로 설정하면 된다. 박판부(41)는, 기판부(2)의 상면과 대략 동등한 높이 위치에 형성되어 있다.
중앙 볼록부(42)는, 박판부(41)의 중앙 부분에 형성되어 있다. 중앙 볼록부(42)는, 평면에서 볼 때 원 형상을 나타내고, 박판부(41)로부터 상방을 향해 돌출되어 있다. 중앙 볼록부(42)는, 방폭 밸브(4)의 중앙에 성형되는 동시에 상방으로 돌출되어 있으므로, 전지 케이스 P의 내압을 받기 쉽게 되어 있다.
제1 릴리프부(43) 및 제2 릴리프부(44)는, 중앙 볼록부(42)의 주위에 링 형상으로 형성되어 있고, 박판부(41)로부터 상방을 향해 돌출되어 있다. 제1 릴리프부(43) 및 제2 릴리프부(44)는, 방폭 밸브(4)의 중심과 동심으로 되어 있다. 제1 릴리프부(43)는, 제2 릴리프부(44)보다도 내측에 형성되어 있다. 제1 릴리프부(43) 및 제2 릴리프부(44)는, 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 성형할 때의 나머지 두께(밀어내어진 금속)를 릴리프하기 위해 성형된 부위이므로, 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 따라 형성되어 있다.
릴리프부는, 본 실시예에서는 2개 형성하였지만 형성하지 않아도 된다. 또한, 본 실시예에서는, 2세트의 홈부[제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)]가 형성되어 있으므로, 제2 홈부(46)의 외측에도 릴리프부를 형성해도 된다. 또한, 릴리프부는, 본 실시예에서는 상방으로 돌출시켰지만, 하방으로 돌출시켜도 된다.
제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)는, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 박판부(41)의 상면에 링 형상으로 형성된 홈이다. 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)는, 방폭 밸브(4)의 중심과 동심으로 되어 있다. 제1 홈부(45)는, 제1 릴리프부(43)와 제2 릴리프부(44) 사이에 형성되어 있고, 제2 홈부(46)는, 제2 릴리프부(44)의 외측에 형성되어 있다.
제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 단면에서 볼 때 V자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)는, 상방을 향해 서서히 확대 개방되도록 되어 있다. 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)가 형성된 부분은, 박판부(41)의 다른 부위보다도 더욱 두께가 얇게 되어 있다. 이에 의해, 전지 케이스 P의 내압을 받으면, 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46) 중 적어도 한쪽이 파단되기 쉽게 되어 있다. 제1 홈부(45)가 형성된 부위의 박판부(41)의 두께 치수 M1 및 제2 홈부(46)가 형성된 부위의 박판부(41)의 두께 치수 M2는, 설정하는 작동압에 따라 적절히 설정하면 된다.
또한, 제1 홈부(45)와 제2 홈부(46)의 단면 형상 및 평면 형상은 서로 달라도 된다. 또한, 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46) 중 어느 한쪽의 홈 깊이를 다른 쪽보다 크게 해도 된다. 또한, 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)의 단면 형상은 V자 형상으로 한정하는 것은 아니고, 다른 형상이어도 된다. 또한, 본 실시예에서는 2개의 홈부를 형성하였지만, 1개이어도 되고, 3개 이상이어도 된다.
다음에, 전지 케이스용 덮개(1)의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 관한 전지 케이스용 덮개(1)의 제조 방법은, 도 4에 나타내는 바와 같이 연신 성형 공정과, 제1 교정 공정과, 제2 교정 공정과, 되꺾기 공정과, 예비 절첩 공정과, 본 절첩 공정과, 홈부 성형 공정을 행한다.
본 실시 형태에 관한 전지 케이스용 덮개(1)의 제조 방법에서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 1매의 금속판(K)을 가공하여 성형한다. 금속판(K)은, 본 실시예에서는, 판 형상의 알루미늄 합금을 사용하고 있다. 금속판(K)의 두께(t)는, 2차 전지의 용도에 따라, 예를 들면 1.0 내지 3.0㎜에서 적절히 설정하면 된다. 금속판(K)의 두께(t)와 전지 케이스용 덮개(1)의 기판부(2)의 두께는 동등해진다.
<연신 성형 공정>
연신 성형 공정에서는, 도 5의 (a) 내지 (d)에 도시한 바와 같이, 금속판(K)을 가공하여, 피성형 금속판(워크)(K1)에 기판부(2)와 통 형상 벽부(31)와 박판부(41)를 성형한다. 연신 성형 공정에서는, 하형으로 되는 연신 성형용 다이(101)와, 상형으로 되는 연신 성형용 펀치(102)를 사용한다.
연신 성형용 다이(101)는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 평탄한 상면(103)에 평면에서 볼 때 원 형상으로 움푹 들어간 오목부(104)를 구비한 금형이다. 오목부(104)는, 바닥면(104a)과 바닥면(104a)에 세워 설치하는 측면(104b)을 갖는다. 측면(104b)은, 원통 형상으로 되어 있다. 바닥면(104a)과 측면(104b)으로 구성되는 내측 코너부(104c)의 주연부는, 단면에서 볼 때 원호 형상으로 되어 있다. 또한, 측면(104b)과 상면(103)으로 구성되는 외측 코너부(104d)의 주연부는, 단면에서 볼 때 원호 형상으로 되어 있다. 오목부(104)의 깊이(e)[상면(103)으로부터 바닥면(104a)의 최심부까지의 거리]는, 본 실시예에서는 금속판(K)의 두께(t)보다도 약간 깊게 되어 있다. 오목부(104)의 바닥면(104a)은, 평탄해도 되지만, 본 실시예에서는 하방을 향해 약간 볼록 형상으로 되는 구면으로 구성되어 있다. 바닥면(104a)의 구면의 곡률 반경 R1은, 예를 들면 1000㎜ 내지 1500㎜의 사이에서 설정하면 된다.
연신 성형용 펀치(102)는, 연신 성형용 다이(101)에 대해 상하 방향으로 이동하는 금형이며, 본체부(105)와 돌출부(106)를 갖는다. 연신 성형용 펀치(102)는, 연신 성형용 다이(101)의 오목부(104)와 동심 축 상에서 승강한다. 본체부(105)는, 원기둥 형상을 나타내고, 하단에는 압박면(102a)이 형성되어 있다. 압박면(102a)은, 평탄해도 되지만, 본 실시예에서는 하방으로 약간 볼록 형상으로 되는 구면으로 구성되어 있다. 압박면(102a)의 구면의 곡률 반경 R2는, 예를 들면 1000㎜ 내지 1500㎜의 사이에서 설정하면 된다. 압박면(102a)의 구면의 곡률 반경 R2는, 오목부(104)의 바닥면(104a)의 구면의 곡률 반경 R1과 동등하거나, 바닥면(104a)의 구면의 곡률 반경 R1보다도 작게 설정되는 것이 바람직하다.
돌출부(106)는, 본체부(105)의 선단에 있어서, 본체부(105)의 측면(105a)의 전체 길이에 걸쳐 측방으로 약간 돌출되어 있다. 돌출부(106)의 단면 형상은, 외측을 향해 볼록 형상으로 되는 반원 형상으로 되어 있다. 본 실시예에서는, 돌출부(106)의 단면의 원호와, 내측 코너부(104c)의 단면의 원호와, 외측 코너부(104d)의 단면의 원호는, 동일한 곡률 반경으로 형성되어 있다.
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 오목부(104)의 측면(104b)과 돌출부(106)의 외주[본 실시예에서는, 정상점(106a)을 포함하는 외주] 사이에는, 간극(c)이 형성되어 있다. 간극(c)은, 본 실시예에서는, 금속판(K)의 판 두께(t)보다도 작게 설정되어 있다.
연신 성형 공정에서는, 도 5의 (a) 내지 (d)에 도시한 바와 같이, 연신 성형용 다이(101)에 금속판(K)을 배치하여, 금속판(K)의 한쪽 면(Ka)측으로부터 연신 성형용 펀치(102)를 하방으로 이동시킨다. 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 금속판(K)이 변형되어 바닥면(104a)에 피성형 금속판(K1)이 접촉하면, 도 5의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이, 연신 성형용 펀치(102)를 더욱 하방으로 이동시킨다. 본 실시예에서는 박판부(41)를, 예를 들면 0.3㎜로 성형하기 위해, 바닥면(104a)과 연신 성형용 펀치(102)의 압박면(102a)의 거리가 0.3㎜로 될 때까지 연신 성형용 펀치(102)를 하강시킨다.
연신 성형용 펀치(102)를 하강시키면, 바닥면(104a)과 압박면(102a) 사이의 피성형 금속판(K1)이 압연되어 서서히 얇아지는 동시에, 금속이 연신 성형용 펀치(102)의 중심으로부터 방사상으로 서서히 밀어내어진다. 밀어내어진 금속은, 오목부(104)의 측면(104b)에 닿아 연직 방향으로 이동 방향이 바뀌어져 연직 방향 상방으로 유출된다. 이에 의해, 피성형 금속판(K1)에는, 기판부(2)와 기판부(2)에 오목 형성된 통 형상 벽부(31)와 통 형상 벽부(31)의 바닥면에 성형된 박판부(41)가 성형된다. 기판부(2)는, 통 형상 벽부(31)가 성형될 때에, 연신 성형용 다이(101)로부터 부상하도록 성형된다.
통 형상 벽부(31)의 높이(h)는, 본 실시예에서는, 예를 들면 10㎜ 정도로 되어 있다. 높이(h)는, 연신 성형용 다이(101)의 오목부(104)의 깊이(e)보다도 크게 되어 있다. 또한, 연신 성형용 펀치(102)의 압입 거리(f)[압박면(102a)이 금속판(K)에 접촉한 후 최하점까지의 거리]는, 연신 성형용 다이(101)의 오목부(104)의 깊이(e)보다도 크게 되어 있다.
만일, 오목부(104)의 측면(104b)과 연신 성형용 펀치(102)의 간극(c)이, 금속판(K)의 두께(t)와 동등하거나, 그것보다도 크면, 피성형 금속판(K1)이 연신 성형용 다이(101)에 끌어 들여진 후에, 피성형 금속판(K1)을 압연하여 박판부(41)를 얇게 성형하는 가공이 행해진다. 그로 인해, 피성형 금속판(K1) 중 연신 성형용 다이(101)와 연신 성형용 펀치(102) 사이에 끼워져 있지 않는 부분, 즉 통 형상 벽부(31)를 구성하는 부분에 변형(주름)이 발생해 버린다. 변형이 발생해 버리면, 다음 공정 이행에서 가공 안정성에 악영향이 나와 버린다.
그러나 본 실시예에 의하면, 오목부(104)의 측면(104b)과 연신 성형용 펀치(102)의 간극(c)이, 금속판(K)의 두께(t)보다도 작으므로, 연신 성형 공정에 있어서의 피성형 금속판(K1)의 최초의 움직임은, 연신 성형용 다이(101)와 연신 성형용 펀치(102) 사이에 끼워진 부분, 즉 박판부(41)를 구성하는 부분으로 된다. 이에 의해, 피성형 금속판(K1) 중 연신 성형용 다이(101)와 연신 성형용 펀치(102) 사이에 끼워져 있지 않는 부분의 변형을 적게 할 수 있다. 이에 의해, 다음 공정 이행에서의 가공 안정성을 향상시킬 수 있어, 제품의 질을 높일 수 있다. 또한, 간극(c)과 판 두께(t)의 관계가, 0.8t≒c인 경우, 통 형상 벽부(31)의 높이(h)가 10㎜ 정도로 된다.
도 6은 연신 성형 공정에서 성형된 피성형 금속판이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 피성형 금속판(K1)의 기판부(2)는, 스프링백에 의해 수평면에 대해 경사 상방을 향해 경사져 있다. 통 형상 벽부(31)에는 비교적 두꺼운 기단부(32)와, 기단부(32)의 단부로부터 박판부(41)를 향해 서서히 얇아지는 테이퍼부(33)가 형성되어 있다. 테이퍼부(33)와 박판부(41)의 내측 코너부(33a)의 주연부는 단면에서 볼 때 원호 형상으로 되어 있다. 테이퍼부(33)는, 연신 성형 공정에서 박판부(41)를 성형할 때에, 박판부(41)가 얇아짐에 따라 오목부(104)로부터 유출되는 금속도 서서히 적어지므로 서서히 얇아지고 있다.
박판부(41)의 중앙 부분은, 연신 성형용 펀치(102)의 압입 방향(도 6에서는 하방)을 향해 약간 볼록 형상으로 되어 있다.
<제1 교정 공정>
제1 교정 공정에서는, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 피성형 금속판(K1)의 박판부(41)를 평탄하게 교정한다. 제1 교정 공정에서는, 하형으로 되는 제1 교정용 다이(111)와, 상형으로 되는 제1 교정용 펀치(112)를 사용한다.
제1 교정용 다이(111)는, 상면(113)에 박판부(41)의 외경보다도 약간 크게 형성된 평면에서 볼 때 원 형상의 오목부(114)를 구비한 금형이다. 오목부(114)는, 통 형상 벽부(31)의 높이보다도 얕게 되어 있다. 오목부(114)의 바닥면은 평탄하게 되어 있다.
제1 교정용 펀치(112)는, 원기둥 형상을 나타내는 금형이다. 제1 교정용 펀치(112)의 외경은, 통 형상 벽부(31)의 내경보다도 약간 작게 되어 있다. 제1 교정용 펀치(112)는, 제1 교정용 다이(111)의 오목부(114)와 동심 축 상에서 승강한다. 제1 교정용 펀치(112)의 압박면(112a)은, 평탄하게 되어 있다.
제1 교정 공정에서는, 피성형 금속판(K1)의 한쪽 면(Ka)이 상방을 향하도록 하는 동시에, 박판부(41)를 오목부(114)에 배치한다. 그리고 제1 교정용 펀치(112)로 박판부(41)를 압박하여, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 박판부(41)를 평탄하게 교정한다.
<제2 교정 공정>
제2 교정 공정에서는, 도 8의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 피성형 금속판(K1)의 기판부(2)에 대해 통 형상 벽부(31)를 수직으로 교정한다. 제2 교정 공정에서는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 제2 교정용 다이(121)와, 제2 교정용 펀치(122)를 사용한다.
제2 교정용 다이(121)는, 평탄한 상면(123)에 돌출부(124)를 구비한 금형이다. 돌출부(124)는, 원기둥 형상을 나타내고, 통 형상 벽부(31)의 내경보다도 약간 작은 외경으로 되어 있다. 돌출부(124)의 상면은 평탄하게 되어 있다. 돌출부(124)의 높이는, 통 형상 벽부(31)의 높이와 대략 동등하게 되어 있다.
제2 교정용 펀치(122)는, 원통 형상을 나타내는 금형이다. 제2 교정용 펀치(122)의 내부는, 중공으로 되어 있고, 그 내경이 통 형상 벽부(31)의 외경보다도 크게 되어 있다. 제2 교정용 펀치(122)는, 제2 교정용 다이(121)의 돌출부(124)와 동심 축 상에서 승강한다.
제2 교정 공정에서는, 피성형 금속판(K1)의 표리를 반대로 하여 다른 쪽 면(Kb)이 상방을 향하게 하는 동시에, 박판부(41)가 돌출부(124)의 상방에 위치하도록 제2 교정용 다이(121)에 피성형 금속판(K1)을 배치한다. 그리고 제2 교정용 펀치(122)로 피성형 금속판(K1)을 압박한다. 제2 교정 공정을 행함으로써, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 피성형 금속판(K1)의 기판부(2)에 대해 통 형상 벽부(31)가 수직으로 교정된다.
<되꺾기 공정>
되꺾기 공정에서는 도 9의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 피성형 금속판(K1)의 박판부(41)를 되꺾는다. 되꺾기 공정에서는, 하형으로 되는 되꺾음용 다이(131)와, 되꺾음용 펀치(132)를 사용한다.
되꺾음용 다이(131)는, 평탄한 상면(133)에 돌출부(134)가 형성된 금형이다. 돌출부(134)는 대략 원기둥 형상을 보인다. 돌출부(134)의 외경은, 통 형상 벽부(31)의 내경보다도 작게 되어 있다. 돌출부(134)의 상면(134a)은 평탄하게 되어 있다. 돌출부(134)의 높이는, 통 형상 벽부(31)의 높이의 4분의 1 정도로 되어 있다.
되꺾음용 펀치(132)는, 대략 원기둥 형상을 나타내는 금형이다. 되꺾음용 펀치(132)는, 본체부(135)와, 본체부(135)의 하단에 형성된 협폭부(136)를 갖는다. 협폭부(136)는, 하방을 향해 서서히 폭이 좁아지도록 형성되어 있다. 되꺾음용 펀치(132)는, 되꺾음용 다이(131)의 돌출부(134)와 동심 축 상에서 승강한다. 본체부(135)의 외경은, 통 형상 벽부(31)의 내경보다도 작게 되어 있다. 협폭부(136)의 압박면(136a)은, 박판부(41)의 내경보다도 작게 되어 있다.
되꺾기 공정에서는, 피성형 금속판(K1)의 다른 쪽 면(Kb)이 상방을 향하도록 하는 동시에, 박판부(41)가 돌출부(134)의 상방에 위치하도록 되꺾음용 다이(131)에 피성형 금속판(K1)을 배치한다. 그리고 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 돌출부(134)에 박판부(41)가 접촉할 때까지, 되꺾음용 펀치(132)로 박판부(41)를 하방으로 압박한다. 이에 의해, 박판부(41)의 높이 위치는, 되꺾기 공정 전에 비해, 3분의 2 정도로 된다. 또한, 통 형상 벽부(31)의 테이퍼부(33)가 내측으로 되꺾어지는 동시에, 기단부(32)가 외측으로 약간 확장된다. 테이퍼부(33)가 되꺾어져 만곡한 부분을 만곡부(34)로 한다. 만곡부(34)는, 평면에서 볼 때 링 형상으로 형성된다.
<예비 절첩 공정>
예비 절첩 공정에서는, 도 10의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 피성형 금속판(K1)의 만곡부(34)를 외측으로 눌러 확장하면서 기판부(2) 방향으로 도중까지 절첩한다. 즉, 예비 절첩 공정은, 통 형상 벽부(31)를 확실하게 절첩하기 위해 예비적으로 행한다. 예비 절첩 공정에서는 하형으로 되는 예비 절첩용 다이(141)와, 상형으로 되는 예비 절첩용 펀치(142)와 협지 수단 G를 사용한다.
예비 절첩용 다이(141)는, 평탄한 상면(143)을 구비한 금형이다. 협지 수단 G는, 피성형 금속판(K1)을 상면(143)과 끼움 지지하는 부재이다.
예비 절첩용 펀치(142)는, 원기둥 형상을 나타내는 금형이며, 예비 절첩용 다이(141)에 대해 승강한다. 예비 절첩용 펀치(142)는, 본체부(144)와, 본체부(144)의 하단에 형성된 하단부(145)를 갖는다. 본체부(144)는, 통 형상 벽부(31)의 기단부(32)의 외경보다도 크게 되어 있다. 하단부(145)는, 하방을 향해 폭이 좁아지는 원추 사다리꼴 형상을 나타낸다. 하단부(145)의 상단부(145a)의 직경은, 기단부(32)의 외경보다도 약간 크게 되어 있고, 하단부(145)의 압박면(145b)의 직경은, 박판부(41)의 직경과 대략 동등하게 되어 있다.
예비 절첩 공정에서는, 피성형 금속판(K1)의 다른 쪽 면(Kb)이 상방을 향하도록 피성형 금속판(K1)을 예비 절첩용 다이(141) 상에 배치하여, 상면(143)과 협지 수단 G로 피성형 금속판(K1)을 이동 불가능하게 구속한다. 그리고 예비 절첩용 펀치(142)의 하단부(145)의 테이퍼면(145c)에서 만곡부(34)를 외측으로 눌러 확장하면서, 압박면(145b)에서 박판부(41)를 하방으로 압입한다. 이에 의해, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 기단부(32)와 테이퍼부(33)가 면 접촉하는 동시에, 기판부(2)로부터 만곡부(34)의 선단까지의 높이가, 예비 절첩 공정을 행하기 전에 비해 절반 정도의 높이로 된다. 또한, 박판부(41)의 하면의 높이 위치는, 기판부(2)의 상면의 높이와 대략 동등해진다.
<본 절첩 공정>
본 절첩 공정에서는, 도 11의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 피성형 금속판(K1)의 만곡부(34)를 더욱 외측으로 눌러 확장하면서 기판부(2)에 완전하게 절첩한다. 본 절첩 공정에서는, 하형으로 되는 본 절첩용 다이(151)와, 상형으로 되는 본 절첩용 펀치(152)와, 협지 수단 G를 사용한다.
본 절첩용 다이(151)는, 평탄한 상면(153)을 구비한 금형이다. 협지 수단 G는, 피성형 금속판(K1)을 상면(153)과 끼움 지지하는 부재이다.
본 절첩용 펀치(152)는, 대략 원기둥 형상을 나타내는 금형이다. 본 절첩용 펀치(152)는, 본 절첩용 다이(151)에 대해 승강한다. 본 절첩용 펀치(152)는, 본체부(154)와, 본체부(154)의 하면(154a)에 형성된 볼록 형상부(155)를 갖는다. 본체부(154)의 외경은, 기단부(32)의 외경보다도 크게 되어 있다. 본체부(154)의 하면(154a)은 평탄하게 되어 있다.
볼록 형상부(155)는, 본체부(154)의 하면(154a)으로부터 하방으로 돌출되어 있고, 대략 원기둥 형상을 보인다. 볼록 형상부(155)의 압박면(155a)은, 평탄하게 되어 있다. 볼록 형상부(155)의 하단의 주연부는, 단면에서 볼 때 원호 형상으로 되어 있다. 볼록 형상부(155)의 높이는, 기판부(2)의 판 두께와 대략 동등하게 되어 있다.
본 절첩 공정에서는, 피성형 금속판(K1)의 다른 쪽 면(Kb)이 상방을 향하도록 본 절첩용 다이(151) 상에 배치하여, 상면(153)과 협지 수단 G로 피성형 금속판(K1)을 이동 불가능하게 구속한다. 그리고 본 절첩용 펀치(152)의 하면(154a)에서 만곡부(34)를 외측으로 눌러 확장하면서, 볼록 형상부(155)의 압박면(155a)에서 박판부(41)를 하방으로 압입한다. 이에 의해, 기단부(32)가 기판부(2)에 면 접촉한다. 또한, 박판부(41)의 상면과, 기판부(2)의 상면이 대략 동일면 상으로 된다. 본 절첩 공정에 의해, 박판부(41)의 주위에 절첩부(3)가 형성된다.
<홈부 성형 공정>
홈부 성형 공정에서는, 도 12의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 박판부(41)에 홈부 등을 성형한다. 홈부 성형 공정에서는, 하형으로 되는 홈부 성형용 다이(161)와, 상형으로 되는 홈부 성형용 펀치(162)를 사용한다.
홈부 성형용 다이(161)는, 평탄한 상면(163)에 돌출부(164)를 구비한 금형이다. 돌출부(164)는, 대략 원기둥 형상을 나타내고, 그 상면에는 도 2를 참조하는 바와 같이, 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45), 제2 홈부(46)를 성형하기 위한 요철이 형성되어 있다.
홈부 성형용 펀치(162)는, 홈부 성형용 다이(161)의 돌출부(164)와 동심 축 상에서 승강하는 금형이다. 홈부 성형용 펀치(162)의 압박면(162a)에는 도 2를 참조하는 바와 같이, 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45), 제2 홈부(46)를 성형하기 위한 요철이 형성되어 있다.
홈부 성형 공정에서는 피성형 금속판(K1)의 다른 쪽 면(Kb)이 상방을 향하도록 하는 동시에, 박판부(41)를 돌출부(164) 상에 배치한다. 그리고 홈부 성형용 다이(161)에 대해 홈부 성형용 펀치(162)를 압박하여, 박판부(41)에 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45), 제2 홈부(46)를 성형한다. 이상의 공정에 의해, 전지 케이스용 덮개(1)가 형성된다.
이상 설명한 전지 케이스용 덮개(1)의 제조 방법에 의하면, 금속판(K)을 구속하지 않는 상태에서, 연신 성형용 펀치(102)로 금속판(K)을 압입하므로, 성형 시의 변형의 도입량이 적어져 피성형 금속판(K1)의 가공 경화를 억제할 수 있다. 이에 의해, 박판부(41)에 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 성형할 때에, 박판부(41)가 깨지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 금속판(K)에 연신 성형용 펀치(102)를 압입하는 것만으로 되기 때문에, 박판부(41)를 성형할 때의 성형 작업이 용이하다. 또한, 피성형 금속판(K1)의 가공 경화를 억제할 수 있으므로, 어닐링 공정을 생략하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 작업 공정을 적게 할 수 있다.
또한, 연신 성형 공정에서는, 박판부(41)를 서서히 얇게 하면서, 바닥면(104a)과 연신 성형용 펀치(102)로 밀어내어진 금속을, 오목부(104)의 측면(104b)과 연신 성형용 펀치(102)의 간극(c)으로 유동시킴으로써, 간극(c)으로부터 유출된 금속을 연직 방향으로 유도할 수 있다. 이에 의해, 박판부(41)에 대해 대략 수직한 통 형상 벽부(31)를 성형할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 오목부(104)의 내측 코너부(104c) 및 연신 성형용 펀치(102)의 돌출부(106)가 원호 형상으로 되어 있으므로, 원활하게 금속을 유출시킬 수 있다.
또한, 연신 성형용 다이(101)의 오목부(104)의 측면(104b)과 연신 성형용 펀치(102)의 간극(c)이, 금속판(K)의 두께(t)보다도 작으므로, 연신 성형 공정에 있어서의 피성형 금속판(K1)의 최초의 움직임은, 연신 성형용 다이(101)와 연신 성형용 펀치(102) 사이에 끼워진 부분으로 된다. 이에 의해, 피성형 금속판(K1) 중 연신 성형용 다이(101)와 연신 성형용 펀치(102) 사이에 끼워져 있지 않는 부분, 즉 통 형상 벽부(31)를 구성하는 부분의 변형을 적게 할 수 있으므로, 가공 안정성을 높일 수 있다.
또한, 연신 성형용 펀치(102)의 압박면(102a)이 가압 방향을 향해 볼록 형상을 나타내는 구면으로 되어 있으므로 피성형 금속판(K1)의 중앙으로부터 방사상으로 피성형 금속판(K1)을 압연할 수 있기 때문에, 박판부(41)의 두께를 균일하게 할 수 있다.
또한, 연신 성형용 펀치(102)에는, 측면(105a)의 선단에, 측방으로 돌출된 돌출부(106)가 형성되어 있으므로, 가공 시에 연신 성형용 펀치(102)의 측면(105a)과 피성형 금속판(K1)의 마찰을 회피할 수 있다. 이에 의해, 연신 성형용 펀치(102)와의 마찰 저항에 의해 피성형 금속판(K1)이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 되꺾기 공정을 행함으로써, 통 형상 벽부(31)의 높이를 낮게 할 수 있으므로, 전지 케이스용 덮개(1)의 높이를 낮게 할 수 있다. 또한, 절첩 공정을 행함으로써, 절첩부(3)를 형성할 수 있는 동시에 통 형상 벽부(31)의 높이를 보다 낮게 할 수 있다.
또한, 방폭 밸브(4)의 주위에, 금속판(K)을 절첩하여 성형된 두꺼운 절첩부(3)가 형성되므로, 방폭 밸브(4)의 주위를 보호할 수 있다. 또한, 용접 등에 의한 열을 절첩부(3)에서 차단할 수 있으므로, 방폭 밸브(4)로의 입열을 저감시킬 수 있다. 또한, 절첩부(3)를 성형할 때는, 피성형 금속판(K1)을 절첩하는 것만으로 되기 때문에, 제조 작업이 용이하다.
또한, 전지 케이스용 덮개(1)의 홈부[제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)]는, 전지 케이스 P의 내압이 작용하는 방향(본 실시예에서는 상방)을 향함에 따라, 그 홈 폭이 확대 개방되도록 되어 있다. 이에 의해, 내압이 작용하면, 홈부의 홈 폭이 개방되는 방향으로 변형되기 쉬우므로, 확실하게 파단될 수 있다. 또한, 전지 케이스용 덮개(1)에는, 릴리프부[제1 릴리프부(43) 및 제2 릴리프부(44)]를 구비하고 있으므로, 홈부를 성형할 때의 나머지 두께를 효율적으로 릴리프하여 변형의 발생을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명의 취지에 반하지 않는 범위에 있어서, 적절히 설계 변경이 가능하다. 도 13은 방폭 밸브의 홈부의 변형예를 도시한 확대 단면도이다. 도 13에 도시하는 박판부(41A)에는, 제1 홈부(45A)와 제2 홈부(46A)가 형성되어 있다. 제1 홈부(45A) 및 제2 홈부(46A)는, 폭이 넓게 형성된 확대부(51)와 확대부(51)의 바닥면에 형성된 협소부(52)로 구성되어 있다. 이와 같이, 홈부의 깊이를 2단계로 구성해도 된다.
또한, 방폭 밸브(4)는, 본 실시예에서는 평면에서 볼 때 원 형상으로 형성되어 있지만, 형상을 제한하는 것은 아니다. 방폭 밸브(4)는, 예를 들어 평면에서 볼 때 타원 형상 또는 긴원 형상이어도 된다. 또한, 실시 형태에서 기재한 치수는 어디까지나 예시이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에서는, 도 4에서 나타내는 바와 같이, 본 절첩 공정의 이후에 홈부 성형 공정을 행하였지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 홈부 성형 공정은, 연신 성형 공정, 제1 교정 공정, 제2 교정 공정, 되꺾기 공정, 예비 절첩 공정 중 어느 것의 이후에 행해도 된다.
도 14는 전지 케이스용 덮개의 제1 변형예를 도시한 단면도이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 제1 변형예에 관한 전지 케이스용 덮개(1A)는, 연신 성형 공정 후의 박판부(41)에, 상기한 홈부 성형 공정을 행함으로써, 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 성형하고 있다.
도 15는 전지 케이스용 덮개의 제2 변형예를 도시한 단면도이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 제2 변형예에 관한 전지 케이스용 덮개(1B)는, 제1 교정 공정 후의 박판부(41)에, 상기한 홈부 성형 공정을 행함으로써, 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 성형하고 있다.
도 16은 전지 케이스용 덮개의 제3 변형예를 도시한 단면도이다. 도 16에 도시한 바와 같이, 제3 변형예에 관한 전지 케이스용 덮개(1C)는, 제2 교정 공정 후의 박판부(41)에, 상기한 홈부 성형 공정을 행함으로써, 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 성형하고 있다.
도 17은 전지 케이스용 덮개의 제4 변형예를 도시한 단면도이다. 도 17에 도시한 바와 같이, 제4 변형예에 관한 전지 케이스용 덮개(1D)는, 되꺾기 공정 후의 박판부(41)에, 상기한 홈부 성형 공정을 행함으로써, 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 성형하고 있다.
도 18은 전지 케이스용 덮개의 제5 변형예를 도시한 단면도이다. 도 18에 도시한 바와 같이, 제5 변형예에 관한 전지 케이스용 덮개(1E)는, 예비 절첩 공정 후의 박판부(41)에, 상기한 홈부 성형 공정을 행함으로써, 중앙 볼록부(42), 제1 릴리프부(43), 제2 릴리프부(44), 제1 홈부(45) 및 제2 홈부(46)를 성형하고 있다.
제1 변형예(1A) 내지 제4 변형예(1D)에 의하면, 박판부(41)보다도 두꺼운 통 형상 벽부(31)가 형성되어 있으므로, 박판부(41)를 보호할 수 있다. 또한, 제5 변형예(1E)에 의하면, 예비 절첩 공정에 의해 기단부(32), 테이퍼부(33) 및 만곡부(34)가 절첩되어, 박판부(41)보다도 두껍게 되므로, 박판부(41)를 보호할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 연신 성형 공정에서 박판부(41)를 성형하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 연신 성형 공정 대신에, 예를 들어 프레스 가공 또는 교축 가공을 행해도 되고, 혹은 금속판을 바닥이 있는 통 형상으로 성형 가능한 다른 가공을 행해도 된다. 또한, 이들 가공을 행한 후에 성형된 박판부에 대해 상기한 홈부 성형 공정을 행하여 오목 홈을 형성하고, 전지 케이스용 덮개를 성형해도 된다.
또한, 본 실시예에서는 도 2에서 도시한 바와 같이, 전지 케이스용 덮개(1)의 외측(내압이 작용하는 면과는 반대의 면)에 절첩부(3)를 형성하였지만, 내측에 절첩부(3)를 형성해도 된다.
1 : 전지 케이스용 덮개
2 : 기판부
3 : 절첩부
4 : 방폭 밸브
31 : 통 형상 벽부
32 : 기단부
33 : 테이퍼부
34 : 만곡부
41 : 박판부
42 : 중앙 볼록부
43 : 제1 릴리프부
44 : 제2 릴리프부
45 : 제1 홈부(홈부)
46 : 제2 홈부(홈부)
101 : 연신 성형용 다이
102 : 연신 성형용 펀치
104 : 오목부
104a : 바닥면
104b : 측면
131 : 되꺾음용 다이
132 : 되꺾음용 펀치
141 : 예비 절첩용 다이
142 : 예비 절첩용 펀치
151 : 본 절첩용 다이
152 : 본 절첩용 펀치
161 : 홈부 성형용 다이
162 : 홈부 성형용 펀치
K : 금속판
K1 : 피성형 금속판
Ka : 한쪽 면
Kb : 다른 쪽 면
c : 간극
e : 오목부의 깊이
t : 금속판의 두께

Claims (16)

  1. 금속판을 가공하여 성형된 전지 케이스용 덮개이며,
    기판부와,
    상기 기판부에 설치된 방폭 밸브를 갖고,
    상기 방폭 밸브는, 상기 기판부보다도 얇은 박판부를 갖고,
    상기 박판부는, 상기 금속판을 구속하지 않는 상태에서 상기 금속판을 압연하여 성형되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개.
  2. 제1항에 있어서, 상기 박판부에는 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방폭 밸브의 주위에 상기 박판부보다도 두꺼운 통 형상 벽부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방폭 밸브의 주위에 절첩부가 형성되어 있고, 상기 절첩부는, 상기 금속판을 절첩하여 성형되고, 상기 박판부보다도 두껍게 성형되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개.
  5. 방폭 밸브를 구비한 전지 케이스용 덮개를 제조하는 방법이며,
    오목부를 구비한 연신 성형용 다이에 배치된 금속판의 일측으로부터 연신 성형용 펀치를 압입하여, 상기 방폭 밸브를 구성하는 박판부를 성형하는 연신 성형 공정을 포함하고,
    상기 오목부의 내경은, 상기 연신 성형용 펀치의 외경보다도 크게 되어 있고,
    상기 연신 성형 공정에서는, 상기 금속판을 구속하지 않는 상태에서 상기 연신 성형용 펀치를 압입하고, 상기 오목부의 바닥면과 상기 연신 성형용 펀치의 압박면 사이에서 상기 금속판을 압연함으로써, 상기 박판부를 성형하는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 박판부에 홈부를 성형하는 홈부 성형 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 연신 성형 공정에서는, 상기 박판부의 주위에 통 형상 벽부가 형성되고,
    상기 통 형상 벽부의 높이는, 상기 연신 성형용 다이의 오목부의 깊이보다도 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 연신 성형 공정의 이후에, 상기 박판부의 외경보다도 작은 외경인 되꺾음용 펀치로, 상기 금속판의 타측으로부터 상기 박판부를 압박하여, 상기 박판부의 주위에 형성된 통 형상 벽부를 되꺾는 되꺾기 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 되꺾기 공정의 이후에, 상기 되꺾기 공정에서 상기 통 형상 벽부가 되꺾어짐으로써 성형된 만곡부를, 절첩용 펀치로 상기 금속판의 타측으로부터 압박하여, 상기 만곡부를 절첩하는 절첩 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 연신 성형용 다이의 오목부의 측면과 상기 연신 성형용 펀치의 간극이, 상기 금속판의 두께보다도 작게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 연신 성형용 펀치의 압박면은, 상기 연신 성형용 펀치의 압박 방향을 향해 볼록 형상으로 되는 구면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  12. 제5항에 있어서, 상기 연신 성형용 펀치의 측면의 선단에, 측방으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 연신 성형 공정의 이후에, 상기 박판부를 평탄하게 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개의 제조 방법.
  14. 금속판을 가공하여 성형된 전지 케이스용 덮개이며,
    기판부와,
    상기 기판부에 설치된 방폭 밸브를 갖고,
    상기 방폭 밸브는, 상기 기판부보다도 얇은 박판부를 갖고,
    상기 방폭 밸브의 주위에 상기 박판부보다도 두껍게 형성된 통 형상 벽부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개.
  15. 금속판을 가공하여 성형된 전지 케이스용 덮개이며,
    기판부와,
    상기 기판부에 설치된 방폭 밸브를 갖고,
    상기 방폭 밸브는, 상기 기판부보다도 얇은 박판부를 갖고,
    상기 방폭 밸브의 주위에 절첩부가 형성되어 있고, 상기 절첩부는, 상기 금속판을 절첩하여 성형되고, 상기 박판부보다도 두껍게 성형되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 박판부에는 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지 케이스용 덮개.
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