TWI620605B - Cold forging method and explosion-proof valve for thin wall portion - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種由足夠厚的金屬原板直接形成設定厚度的薄壁部的薄壁部的冷鍛方法和防爆閥。使剪切加工金屬原板的上下模的各個刃側面以規定的間隙δ進行重疊，利用上下模的各個刃側面在金屬原板上沿著加工方向形成留下了設定厚度t2的剪切面，並且以重疊的部位來壓縮金屬原板至進行加工硬化，在剪切面之間形成水準方向寬度δ、設定厚度t2的薄壁部。薄壁部的兩側的金屬原板通過形成斷裂面，在製成薄壁部的加工中無需向兩側壓入，能以輕加工負荷形成壓縮加工率高的薄壁部。

Description

薄壁部的冷鍛方法及防爆閥
本發明涉及在上下模間壓縮金屬原板的一部分至進行加工硬化而製成薄壁部的薄壁部的冷鍛方法及防爆閥，更詳細地，涉及在金屬原板的一部分處形成比金屬原板的厚度足夠薄的設定厚度的薄壁部的薄壁部的冷鍛方法及防爆閥。
鋰離子電池等二次電池將由金屬板構成的蓋體與內部容納了電解質的電池殼體的開口周緣焊接，覆蓋電池殼體的開口。近年來，這樣的二次電池由於用於裝載于混合動力車等用途而被期望輕量化，將以往以不銹鋼形成的蓋體以由鋁合金構成的金屬板形成。然而，因為鋁合金比不銹鋼縱彈性係數小，蓋體容易因內壓而向外部撓曲，所以必須設為一定以上的厚度而確保其剛性，進而，為了將電池殼體內完全密封而防止漏液，將其與電池殼體之間穩固地焊接並固定，需要在蓋體上設置沿著其厚度方向的儘量長的與電池殼體之間的焊接餘量，由於這些理由，由鋁合金構成的蓋體的厚度為1mm左右。
另一方面，因為二次電池因熱或衝擊而會有電池內的內壓異常上升而爆炸的危險，所以在蓋體的一部分處形成有在預先規定的內壓下斷裂的防爆閥。防爆閥用比形成周圍的蓋體的金屬板薄的厚度的薄壁部進行修邊，薄壁部的厚度設定成在電池殼體內的內壓上升至設定內壓時斷裂，例如，在0.7~1MPa的內壓下使薄壁部斷裂的情況下，其厚度設定為30μm。
以往，作為在規定的厚度的金屬原板的一部分處形成設定的厚 度的薄壁部的加工方法，已知有如圖11所示，使上下模101、102間以規定的間隙δ進行重疊，以為了用於擠壓成型而將重疊的台肩的部分101a、102a設為彎曲面R的上下模101、102來按壓加工金屬原板110，一邊將按壓加工部分的金屬材料向兩側擠壓一邊形成薄壁部111的加工方法(第一加工方法)(專利文獻1)。
另外，作為在金屬原板的一部分處形成設定的厚度的薄壁部的其他加工方法，還已知有如圖12所示，將金屬原板120配置於下模126的平坦部位的上方，從上方將加工成V字形的上模125的尖銳刃向金屬原板120壓入，在形成為剖面V字形的凹槽的最下端形成設定厚度的薄壁部121、122的加工方法(第二加工方法)(專利文獻2)。
第二加工方法為在由鋁合金板構成的電池殼體用蓋的防爆閥上形成設定厚度的薄壁部的加工方法，形成將由厚度1~3mm的鋁合金構成的蓋體130的一部分延伸成型的厚度0.3mm的一次薄板部120，以具有V字形凸起的沖頭125與沖模126夾住，在一次薄板部120上形成50μm左右的設定厚度的薄壁部121、122(參照圖13)。因壓入V字形凸起而產生的一次薄板部120的剩餘部分被擠壓向其兩側的溢流部123、124。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平9-108756號公報
專利文獻2：日本特開2012-109222號公報
然而，因為上述的任一個第一、第二加工方法都是將製成薄壁部的部位的兩側的剩餘部分向其兩側的金屬板部內壓入而加工薄壁部，所以加 工前的金屬原板的厚度越厚則剩餘部分的體積越是增加，通過將剩餘部分向薄壁部的兩側壓入而產生的變形阻力增大，立刻會達到加工模具有破損可能的極限加工負荷。
因此，即使是上述的任一加工方法，在形成設定厚度t2的厚度的薄壁部的情況下，都必須由設定厚度t2的至少10倍不到的厚度t1的金屬原板來進行加工。例如，在第一加工方法中，形成設定厚度t2為35~65μm的薄壁部的金屬板的厚度t1為0.15~0.25mm，不能由0.35mm以上厚度的金屬板來進行加工；在第二現有加工方法中，形成設定厚度t2為約50μm的薄壁部的金屬板的厚度t1為0.3mm，不能由0.5mm以上的厚度的金屬板來進行加工。
在為了將防爆閥形成于蓋體而在蓋體的一部分處加工薄壁部121、122的第二加工方法中，為了在規定的電池殼體內的內壓下使薄壁部121、122斷裂，薄壁部121、122的設定厚度t2定為約50μm，與此相對，由於蓋體130的厚度像上述那樣，需要沿著作為蓋體的強度和厚度方向設置一定長度的與電池殼體的焊接餘量，因此需要設為至少1mm以上。因此，不能由蓋體130來直接加工薄壁部121、122，將蓋體130的一部分以沖頭和沖模夾著進行延伸成型，由蓋體形成厚度0.3mm的一次薄板部120，矯正加工因延伸成型而產生的剩餘部分後，由厚度0.3mm的一次薄板部120形成50μm左右的設定厚度的薄壁部121、122。
進而，因為需要使在形成一次薄板部120或薄壁部121、122時產生的剩餘部分吸收到蓋體130或一次薄板部120的一部分處，所以或在沖頭125的加工面上形成容納溢流部123、124的凹部，或需要在蓋體上形成多個折疊部131的翻折工序等，在加工薄壁部之外還需要有多個複雜的加工工序，加工成 本上升，並且因為在蓋體的表面上形成折疊部的凹凸，所以損害外觀並且有弄傷手指等的可能。
因此，一般雖然由與蓋體有別的金屬板形成防爆閥的薄壁部，將形成防爆閥的金屬板與蓋體焊接而固定，然而另需防止來自電池殼體內的漏液、牢固地將形成防爆閥的金屬板與蓋體接合以使其不在規定的內壓下斷裂的複雜的焊接工序，加工成本同樣上升。
另外，即使是上述的任一個第一、第二加工方法都無法高精度地形成設定厚度t2的薄壁部。例如，在第一加工方法中，因為在設為彎曲面R的上下模101、102的台肩的部分101a、102a之間形成薄壁部，所以即使高精度地形成了彎曲面R，上下模101、102間的間隙δ即使產生些許誤差，也會表現為薄壁部111的厚度的誤差。另外，雖然為了利用台肩的部分101a、102a的彎曲面R將金屬原板110的剩餘部分順利地向兩側擠壓，在衝壓成型前將油塗覆于金屬原板110的正反面，然而因為油不與金屬原板110一體被向兩側擠壓，所以在薄壁部111與台肩的部分101a、102a之間留下的油的量會有不均，體現為薄壁部111的厚度誤差。
另外，在第二加工方法中，雖然在加工薄壁部121、122時將向其兩側拱起的剩餘部分擠壓向溢流部123、124，然而由於在溢流部123、124與薄壁部121、122之間留下的剩餘部分殘留於沖頭125與沖模126的間隙中，無法正確地控制沖頭125的下壓行程，因此無法高精度地加工設定厚度的薄壁部121、122。
特別是在為了輕量化而採用鋁合金的電池殼體的蓋體上，形成薄壁部在設定內壓下斷裂的防爆閥的情況下，雖然需要將薄壁部的設定厚度t2 設為50μm左右，然而因為根據薄壁部的厚度，斷裂的內壓會大大地變化，所以要求數μm的公差，在第一、第二加工方法中，穩定地製造該公差內的厚度的薄壁部是極其困難的，製造成品率差。
進而，在以第二加工方法來加工防爆閥的薄壁部121、122的情況下，因為在薄壁部121、122的兩側形成利用剩餘部分形成的波形部分或翻折部分，所以若電池殼體內的內壓上升則這些部分彎曲而薄壁部121、122相對於內壓方向(豎直方向)傾斜，即使以公差內的設定厚度形成薄壁部，也會有在設定內壓下不斷裂的可能。
本發明是考慮到這樣的以往的問題點而完成的，其目的在於提供一種由足夠厚的金屬原板來直接形成設定厚度的薄壁部的薄壁部的冷鍛方法。
其目的在於提供一種由金屬原板來高精度地形成設定厚度的薄壁部的薄壁部的冷鍛方法。
其目的在於提供一種由覆蓋電池殼體的要求有一定厚度的蓋體來高精度地形成薄壁部的薄壁部的冷鍛方法及防爆閥。
用於解決問題的方案為了達成上述目的，在技術方案1中所述的薄壁部的冷鍛方法是以上下模來衝壓加工厚度t1的金屬原板，在金屬原板的一部分處形成比厚度t1足夠薄的設定厚度t2的薄壁部的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，在使剪切加工金屬原板的上下模的各個刃側面沿著水準方向以規定的間隙δ進行重疊，在上下模之間設置了厚度t1的金屬原板後，對上下模間施加加工負荷P，利用各個刃側面在金屬原板上沿著加工方向形成留下了設定厚度t2的 剪切面，並且以上下模重疊的部位來壓縮金屬原板至進行加工硬化，在剪切面之間形成水準方向寬度δ、設定厚度t2的薄壁部。
利用以規定的間隙δ進行重疊的上下模的刃側面來剪切厚度t1的金屬原板，形成留下了設定厚度t2的剪切面。上下模重疊的部位的兩側的金屬原板因為不成為向形成薄壁部的兩側擠壓的剩餘部分，所以在由厚度t1的金屬原板壓縮成足夠薄的設定厚度t2的薄壁部時的變形阻力不會大幅增加，會以上下模不破損的極限加工負荷Pmax以下的加工負荷P形成壓縮加工率高的薄壁部。
技術方案2中所述的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，根據由厚度t1的金屬原板加工至設定厚度t2時的加工負荷P，求出薄壁部不斷裂的最小間隙δmin，將間隙δ至少比最小間隙δmin長地設定為其附近長度的間隙δms。
上下模的重疊的間隙δ越短，由厚度t1的金屬原板來形成設定厚度t2的薄壁部的剩餘部分的體積越是減少，會以輕加工負荷P來形成設定厚度t2的薄壁部。另一方面，最小間隙δmin以下的間隙δ會有以上下模的重疊部位來被壓縮的金屬原板在被壓縮至設定厚度t2之前，在加工負荷P之下斷裂的可能。若將間隙δ至少比最小間隙δmin長地設為其附近長度的間隙δms，則可以輕加工負荷來形成設定厚度t2的薄壁部。
技術方案3中所述的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，在能以對上下模間施加的極限加工負荷Pmax以下的試驗加工負荷Pt，由厚度t1的金屬原板加工至設定厚度t2的情況下，將因試驗加工負荷Pt在厚度t2的薄壁部的豎直面產生的剪應力設為τt，將金屬原板的剪切強度設為τmax，根據δmin=t2‧(τt2/τmax2-1)1/2......(1)式求出最小間隙δmin。
因為設定厚度t2和金屬原板的剪切強度τmax為已知的值，τt根據實測得到的試驗加工負荷Pt以及沿著試驗加工負荷Pt的加工方向的厚度t2的薄壁部的豎直面的縱截面積Sv而由Pt/Sv來得到，所以根據δmin=t2‧(τt2/τmax2-1)1/2......(1)式，可得到可在試驗加工負荷Pt之下使薄壁部不斷裂地可靠地加工至設定厚度t2的最小間隙δmin。
技術方案4中所述的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，將以試驗加工負荷Pt，由厚度t1的金屬原板加工至設定厚度t2時的間隙δ設為最大間隙δmax，在最小間隙δmin與最大間隙δmax之間設定間隙δ。
因為上下模以比最大間隙δmax短的間隙δs進行重疊，所以能以極限加工負荷Pmax以下的加工負荷P壓縮厚度t1的金屬原板至設定厚度t2，另外，因為間隙δs比通過加工至設定厚度t2時的加工負荷P而薄壁部不斷裂的最小間隙間隙δmin長，所以能不使薄壁部斷裂地加工至設定厚度t2。
技術方案5中所述的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，由厚度t1的金屬原板形成將在內部密封並容納電解質的電池殼體的開口覆蓋的蓋體，並且將形成于蓋體的一部分處的防爆閥的至少輪廓的一部分利用薄壁部形成，將薄壁部的設定厚度t2設定為在電池殼體內的內壓上升至規定的異常值時使薄壁部斷裂的厚度。
可由其十倍以上的厚度t1的電池殼體的蓋體，通過一次冷鍛工序形成設定為規定厚度t2以使之在規定的異常值之下斷裂的防爆閥的薄壁部。因為將蓋體設為足夠厚的厚度t1，所以蓋體不會因電池殼體的內壓而彎曲，能在蓋體上形成足夠長的與電池殼體的焊接餘量，與電池殼體穩固地固定，能將電池殼體內密封。
另外，因為能將防爆閥的薄壁部高精度地形成為設定厚度t2，所以能成品率良好地製造在設定內壓下可靠地斷裂的防爆閥。
技術方案6中所述的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，薄壁部沿著將蓋體的短尺寸方向寬度設為直徑的假想圓形區域內的閉環，以所述間隙δ的寬度形成，閉環的長度比假想圓形區域的圓周長。
防爆閥形成于蓋體的有限的假想圓形區域內，若是相同的加工負荷P，則比起在假想圓形區域內沿著純圓的輪廓形成的薄壁部，在沿著閉環形成的薄壁部產生的最大剪應力τθ小。因此，若是相同的加工負荷P，則即使將間隙δ設得更短，薄壁部也不會因加工負荷P而斷裂。
技術方案7中所述的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，金屬原板由鋁合金構成。
因為蓋體由鋁合金形成，所以能將二次電池輕量化。
即使用縱彈性係數E比較低的鋁合金來形成蓋體，因為能將其厚度t1設得足夠厚，所以也難以因內壓而向外部撓曲。
技術方案8中所述的薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，從薄壁部向電池殼體的外部突出地形成的防爆閥的外側面，經由形成於防爆閥周圍的環狀凹部而露出到環狀凹部周圍的蓋體的外側面的同一面或其內側。
防爆閥因為從薄壁部向電池殼體的外部突出地形成，所以配設於承受電池殼體的內壓而易斷裂的方向。
防爆閥的外周面因為不從蓋體的外周面向外部突出，所以手指或異物難以觸及。
技術方案9中所述的防爆閥，在將在內部密封並容納電解質的電 池殼體的開口覆蓋的、由厚度t1的金屬原板形成的蓋體上，經由設定為比厚度t1足夠薄的、在電池殼體內的內壓上升至規定的異常值時斷裂的設定厚度t2的薄壁部而一體地形成，所述防爆閥的特徵在於，各個刃側面沿著水準方向以規定的間隙δ進行重疊並對夾持蓋體的上下模間施加豎直方向的加工負荷P，在利用各個刃側面留下設定厚度t2地剪切加工蓋體而形成的剪切面之間，利用上下模重疊的部位將蓋體冷鍛成設定厚度t2的厚度而形成薄壁部。
若對夾持蓋體的上下模間施加豎直方向的加工負荷P，則以規定的間隙δ進行重疊的上下模的刃側面剪切厚度t1的蓋體，形成留下了設定厚度t2的剪切面，在此期間，形成以上下模重疊的部位壓縮並冷鍛的設定厚度t2的薄壁部。因為重疊的兩側蓋體的部分不成為向薄壁部的兩側擠壓的剩餘部分，所以在由厚度t1的蓋體壓縮至足夠薄的設定厚度t2的薄壁部時的變形阻力不會大幅增加，會以上下模不破損的極限加工負荷Pmax以下的加工負荷P形成壓縮加工率高的薄壁部。
技術方案10中所述的防爆閥，其特徵在於，薄壁部沿著將蓋體的短尺寸方向寬度設為直徑的假想圓形區域內的閉環，以間隙δ的寬度形成，閉環的長度比假想圓形區域的圓周長。
防爆閥形成于蓋體的有限的假想圓形區域內，若是相同的加工負荷P，則比起在假想圓形區域內沿著圓形的輪廓形成的薄壁部，在沿著閉環形成的薄壁部產生的最大剪應力τθ小。因此，若是相同的加工負荷P，則即使將間隙δ設得更短，薄壁部也不因加工負荷P而斷裂。
根據技術方案1的發明，不會大幅改造剪切加工金屬原板的衝壓 成型機的上下模的構造，僅通過變更其間隙，就能由金屬原板的一部分形成壓縮加工率高的薄壁部。
另外，因為利用上下模的各個刃側面一邊剪切製成薄壁部的兩側，一邊鍛造薄壁部，所以利用模具向側面的金屬原板內擠壓的剩餘部分的體積小，能以低加工負荷P形成薄壁部。
另外，因為冷鍛的薄壁部的厚度能只通過上下模的豎直方向的行程來管理，所以能高精度地加工設定厚度t2的薄壁部。
即使在冷鍛前將油塗覆于金屬原板的正反面，以上下模來擠壓向加工區域的兩側的油的量也大致為定量，能考慮殘存於薄壁部的油的厚度地高精度地加工設定厚度t2的薄壁部。
根據技術方案2的發明，能由厚度t1的金屬原板，以低加工負荷P形成足夠薄的設定厚度t2的薄壁部，若是相同的加工負荷P，則能用比厚度t1更厚的金屬原板來形成設定厚度t2的薄壁部。
根據技術方案3的發明，即使得不到薄壁部不斷裂的邊界值即真正的斷裂極限間隙δlim，也會根據已知的金屬原板的剪切強度τmax和設定厚度t2、以及因可實測的試驗加工負荷Pt在厚度t2的薄壁部的豎直面產生的剪應力τt，得到可靠地不使薄壁部斷裂的最小間隙δmin。
根據技術方案4的發明，不會有使上下模破損的可能，能根據加工條件從一定的間隔中任意選擇能不會斷裂地加工至設定厚度t2的間隙δ。
根據技術方案5的發明，因為能由其十倍以上的厚度t1的金屬原板一體地形成設定厚度t2的薄壁部，所以能由要求有其十倍以上的厚度的電池殼體的蓋體，通過一次冷鍛工序來形成防爆閥的薄壁部。
另外，因為能高精度地形成防爆閥的設定厚度t2的薄壁部，所以能形成在設定內壓下可靠地斷裂的防爆閥。
根據技術方案6和技術方案10的發明，因為防爆閥形成于蓋體的有限的假想圓形區域內，所以不會妨礙將電極等其他構件配置于蓋體。
形成於有限的假想圓形區域內的薄壁部難以因冷鍛工序而斷裂。
根據技術方案7的發明，電池殼體的蓋體不會承受內壓而向外部撓曲，能實現輕量化。
根據技術方案8的發明，即使將防爆閥配設於承受電池殼體的內壓而容易斷裂的方向，也不會有手指或異物觸及而受傷或破損的可能。
根據技術方案9的發明，能由其十倍以上的厚度t1的電池殼體的蓋體，通過一次冷鍛工序形成設定為設定厚度t2以使之在規定的異常值之下斷裂的薄壁部。因為將蓋體設為足夠厚的厚度t1，所以蓋體不會因電池殼體的內壓而彎曲，另外，能在蓋體上形成足夠長的與電池殼體的焊接餘量，與電池殼體穩固地固定，將電池殼體內密封。
1‧‧‧薄壁部的冷鍛方法
2‧‧‧沖頭(上模)
2a‧‧‧沖頭的刃側面
3‧‧‧沖模(下模)
3a‧‧‧沖模的刃側面
4‧‧‧金屬原板
4a、4b‧‧‧剪切面
10‧‧‧蓋體
11‧‧‧薄壁部
12‧‧‧防爆閥
14‧‧‧電池殼體
14a‧‧‧電池殼體的開口
15‧‧‧環狀凹部
20‧‧‧取樣板
21‧‧‧薄壁部
22‧‧‧防爆閥
[圖1]是利用本發明的一個實施方式的薄壁部的冷鍛方法1形成了薄壁部11的蓋體10的俯視圖。
[圖2]是蓋體10的縱剖圖。
[圖3]是表示本發明的一個實施方式的防爆閥12的圖2的重要部分放大圖。
[圖4]是表示蓋體10的焊接餘量13的圖2的重要部分放大圖。
[圖5]是表示將金屬原板4設置在沖頭2與沖模3之間的狀態的薄壁部的冷鍛方法1 的重要部分放大剖視圖。
[圖6]是將金屬原板4剪切加工中的薄壁部的冷鍛方法1的重要部分放大剖視圖。
[圖7]是將薄壁部11冷鍛了的薄壁部的冷鍛方法1的重要部分放大剖視圖。
[圖8]是測定薄壁部21斷裂的內壓的金屬原板20的俯視圖。
[圖9]是表示將金屬原板4設置在沖頭2與沖模3之間而進行切斷的衝壓加工的重要部分放大剖視圖。
[圖10]是表示因加工負荷P在薄壁部11產生的剪應力τθ的說明圖。
[圖11]是表示以往的第一加工方法的重要部分放大剖視圖。
[圖12]是表示以往的第二加工方法的重要部分剖視圖。
[圖13]是表示以第二加工方法形成的薄壁部121、122的重要部分放大剖視圖。
以下，使用圖1~圖10來說明本發明的一個實施方式的薄壁部的冷鍛方法1和以冷鍛方法1形成的本發明的一個實施方式的防爆閥12。在本實施方式中，在形成於將電池殼體14的開口14a覆蓋的蓋體10的中央處的防爆閥12的邊緣處，由構成蓋體10的厚度t1的金屬原板4來冷鍛比厚度t1足夠薄的設定厚度t2的薄壁部11，並利用在通過衝壓加工切斷金屬原板4的用途中使用的上下模2、3來冷鍛薄壁部11。
在以上下模2、3將金屬原板4沿著規定的切斷面Sc進行切斷的情況下，如圖9所示，交叉配置上下模2、3，以使模具的成為下模的沖模3的刃側面3a與成為上模的沖頭2的刃側面2a沿著切斷面Sc配置，從載置於沖模3的金屬原板4的上方下壓沖頭2，沿著切斷面Sc使超過金屬原板4的剪切強度的剪應力產生，在切斷面Sc使之斷裂。
在該金屬原板4的剪切加工中，因為若沖模3與沖頭2的一部分在上下方向上重疊，則金屬原板4的一部分在重疊的沖模3與沖頭2之間被壓縮了的薄壁部作為所謂的毛邊而殘留於切斷面Sc上，所以通常將沖模3的刃側面3a與沖頭2的刃側面2a在水準方向上以微小的間隙(-δ)隔開而將沖頭2配置於沖模3的上方。
在本實施方式中，反過來使金屬原板4的進行剪切加工的沖模3與沖頭2以規定的間隙δ來進行重疊，以重疊的部位來壓縮加工金屬原板4而形成薄壁部11。然而，因為成為金屬原板4的原材料的金屬，在被壓縮的彈性區域中其體積減少至大致原先的80%後，在塑性變形區域中體積不變，所以必須將因在重疊的沖模3與沖頭2之間形成薄壁部而產生的金屬原板4的剩餘部分，在壓縮加工中擠壓向其兩側的金屬原板4內。因此，因為薄壁部11上壓縮的變形阻力增大，對沖模3與沖頭2之間施加的加工負荷P上升，會有使上下模2、3損傷的可能，所以一般進行剪切加工的沖模3與沖頭2不用於製成薄壁部11的壓縮加工。
雖然因為剩餘部分的體積與沖模3和沖頭2重疊的間隙δ成比例，所以只要使間隙δ減小，就也能使將剩餘部分擠壓向其兩側的加工負荷降低，然而反過來當間隙δ為一定長度以下時，薄壁部就會因對薄壁部進行加工的加工負荷而斷裂。
如以示出了對薄壁部11施加的加工負荷P的圖10的說明圖將此說明，則在對沖模3以加工負荷P來下壓沖頭2而壓縮至設定厚度t2的薄壁部11時，薄壁部11被沿著圖中的刃側面3a的右側從沖頭2朝著下方的加工負荷P進行作用，並且被沿著刃側面2a的左側從沖模3朝著上方的加工負荷P所相當的反力P作 用。因該向反方向作用的加工負荷P在薄壁部11產生的最大剪應力τθ被認為是沿著薄壁部的對角線上的截面Sθ產生，若將薄壁部11的厚度設為t2，將沖模3與沖頭2在豎直方向上重疊的間隙(薄壁部11的水準方向寬度)設為δ，將因加工負荷P而產生的沿著薄壁部11的加工方向的縱截面的剪應力設為τp，則以τθ=τp．t2/(t22+δ2)1/2......(2)式來表示。
剪應力τp作為薄壁部11的加工方向的縱截面的縱截面積Sv(此處為沿著防爆閥12的邊緣的長度1與設定厚度t2的積)，以P/Sv來表示，因為與加工負荷P成比例，所以當該剪應力τθ為超過金屬原板的剪切強度τmax的τθ=τp‧t2/(t22+δ2)1/2 τ max……(3)式時，薄壁部11會因對薄壁部11施加的加工負荷P而斷裂。
因為若加工目標即薄壁部11的設定厚度t2為一定，則在壓縮加工至薄壁部11時的加工負荷P、以及因加工負荷P而產生的剪應力τp為一定，所以(3)式中，在加工同樣的設定厚度t2的薄壁部11的情況下，上下模2、3的間隙δ越是減小，在薄壁部11產生的剪應力τθ越是增加，若間隙δ為滿足t2‧(τp2/τmax2-1)1/2=δlim......(4)式的斷裂極限間隙δlim以下，則會超過剪切強度τmax而在薄壁部11的部位處斷裂。
根據以上，認為無論將使剪切加工金屬原板的衝壓成型模具2、3的進行重疊的間隙δ設長或設短，由金屬原板4直接冷鍛薄壁部11都是困難的，特別是因為剩餘部分的體積增加而使加工負荷P增加，所以認為無法由壓縮加工率(將壓縮加工前的金屬原板的厚度設為t1，相對於將設為加工目標的薄壁部11的設定厚度t2，以100(t1-t2)/t1來表示的比率)為90%以上的厚度t1的金屬原板4來壓縮加工薄壁部11。
然而，本申請的發明人反復進行各種實驗，發現若在能由厚度t1的金屬原板4以對上下模2、3間施加的極限加工負荷Pmax以下的加工負荷P來加工至設定厚度t2的薄壁部11的最大間隙δmax、以及在加工設定厚度t2的薄壁部11的加工負荷P之下薄壁部11不斷裂的最小間隙δmin之間，設定使上下模2、3重疊的間隙δs，就能以極限加工負荷Pmax內的加工負荷P來加工壓縮加工率超過90%的薄壁部11，達成了本發明。
下面，對能由厚度t1的金屬原板4冷鍛壓縮加工率為90%以上的設定厚度t2的薄壁部11的上下模2、3的間隙δs的設定方法進行說明。
(A)首先，如圖5所示，使成為模具的下模的沖模3的刃側面3a與成為上模的沖頭2的刃側面2a在豎直方向上以規定的間隙δs進行重疊而交叉配置沖模3與沖頭2，將金屬原板4配置於其間，對沖頭2朝著下方的沖模3的方向施加比上下模2、3有破損可能的極限加工負荷Pmax稍小的預測加工負荷Pa，進行是否能由厚度t1的金屬原板加工至設定厚度t2的薄壁部11的試驗。
(B)在能加工至設定厚度t2的薄壁部的情況下，將在(A)中設定了的間隙δs稍稍延長，反復進行同樣的試驗加工，求出在預測加工負荷Pa之下可加工設定厚度t2的薄壁部11的最大間隙δmax，將此時的預測加工負荷Pa設為試驗加工負荷Pt。
(C)在以(A)的試驗加工中的預測加工負荷Pa來形成薄壁部11之前壓縮加工部分斷裂了的情況下，將在(A)中設定了的間隙δs稍稍延長，反復進行同樣的試驗加工，在變成了能加工至設定厚度t2的薄壁部11的情況下，反復進行(B)的試驗加工，得到最大間隙δmax和試驗加工負荷Pt。在反復進行將設定了的間隙δs稍稍延長的同樣的試驗加工期間，在預測加工負荷Pa 上升，無法加工至設定厚度t2的薄壁部11的情況下，判斷為無法由金屬原板的厚度t1來進行加工，研究由比厚度t1薄的金屬原板4的加工。
(D)在(A)的試驗加工中，在預測加工負荷Pa上升，無法加工至設定厚度t2的薄壁部11的情況下，將在(A)中設定的間隙δs稍稍縮小，反復進行同樣的試驗加工，在變成了能加工至設定厚度t2的薄壁部11的情況下，將這時的預測加工負荷Pa設為試驗加工負荷Pt，將變成可加工時的間隙δ設為最大間隙δmax。即使在使間隙δs稍稍縮小，反復進行同樣的試驗加工期間，在以預測加工負荷Pa形成薄壁部11之前壓縮加工部分斷裂的情況下，也判斷為無法由金屬原板的厚度t1來進行加工，研究由比厚度t1薄的金屬原板4的加工。
(E)接著，求出能由厚度t1的金屬原板，以試驗加工負荷Pt來不使之斷裂地加工至設定厚度t2的薄壁部11的最小間隙δmin。若將薄壁部11的設定厚度設為t2，將間隙設為δ，將因試驗加工負荷而產生的沿著薄壁部11的加工方向的縱截面的剪應力設為τt，則根據(3)式，薄壁部11不斷裂的條件為τt‧t2/(t22+δ2)1/2<τmax......(5)式。若將該(5)式對間隙δ進行變形，則為δ>t2‧(τt2/τmax2-1)1/2......(6)式，根據(6)式，能以試驗加工負荷Pt來不使之斷裂地加工至設定厚度t2的薄壁部11的最小間隙δmin為δmin=t2‧(τt2/τmax2-1)1/2......(1)式。
因為在(1)式中，因試驗加工負荷Pt而產生的沿著薄壁部11的加工方向的縱截面的剪應力τt，是根據設定厚度t2的薄壁部11的豎直面的縱截面積Sv以及上述實測後的試驗加工負荷Pt而以Pt/Sv來得到的常數，設定厚度t2與金屬原板4的剪切強度τmax為已知的值，所以只要在根據(1)式推算的最小間隙δmin、以及根據(B)~(D)得到的最大間隙δmax的範圍內設定間隙δs ，就能以由(B)~(D)得到的試驗加工負荷Pt來可靠地由厚度t1的金屬原板4來壓縮加工設定厚度t2的薄壁部11。
若在該範圍內將間隙δ設定為比最大間隙δmax小寬度的最小間隙δmin附近的間隙δms，則至少比起以最大間隙δmax來壓縮加工，向兩側擠壓的剩餘部分的體積減小，能以比起以最大間隙δmax加工至薄壁部11時的試驗加工負荷Pt低的加工負荷Pms來加工設定厚度t2的薄壁部11。因此，本實施方式將上下模2、3的間隙δ設定為間隙δms而加工薄壁部11。
此處，對根據本實施方式的薄壁部的冷鍛方法1，在形成薄壁部11的蓋體10與蓋體10的中央處形成的本實施方式的防爆閥12的結構進行說明。由於蓋體10將電池殼體14的細長帶狀的開口14a密閉並覆蓋，因此如圖1所示形成為細長帶狀，通過在其大致中央處，在以短尺寸方向寬度為直徑的假想圓形區域內沿著蝶形的閉環的輪廓形成薄壁部11而形成防爆閥12。
因為防爆閥12形成于蓋體10的大致中央的有限的假想圓形區域內，所以將電極等其他構件配置于蓋體10的配置空間不會受制約。
另外，因為通過沿著蝶形的閉環的輪廓形成薄壁部11，比起在假想圓形區域內沿著圓形的輪廓形成，薄壁部11的長度變長，所以產生最大剪應力τθ的薄壁部11的對角線上的截面Sθ(參照圖10)的面積變大。其結果是，因為若是相同的試驗加工負荷Pt，則最大剪應力τθ變得更小，所以薄壁部11變得難以斷裂，因為根據(1)式推算的最小間隙δmin變得更小寬度，所以能擴大間隙δms的設定範圍。
蓋體10為了防止來自電池殼體14內的漏液，將在底面側的周圍垂直設置為框狀的焊接餘量13與電池殼體14的開口14a的周圍的內側面焊接， 在完全密封電池殼體14內的狀態下固定在電池殼體14上。另一方面，形成蓋體10的金屬原板4雖然為了使二次電池整體的重量輕量化而從以往的不銹鋼以更輕量的鋁合金來形成，然而因為鋁合金的縱彈性係數E小，所以容易因電池殼體14內的內壓而向外部彎曲，另外，因為將上述焊接餘量13從其壁厚擠壓來形成，所以需要將其厚度t1至少設為0.8mm以上，此處由厚度0.84mm的金屬原板4來形成蓋體10。
另一方面，形成防爆閥12的輪廓的薄壁部11設定為0.03mm的設定厚度t2，以使之在電池殼體14內的內壓為0.45MPa~1.0MPa的範圍內斷裂。也就是說，將設為加工目標的設定厚度t2為0.03mm的薄壁部11，由其十倍以上的厚度t1為0.84mm的蓋體10來進行壓縮加工。
如圖2、圖3所示，蝶形的防爆閥12的周圍以橢圓形的環狀凹部15來包圍，經由薄壁部11向電池殼體14的外部突出的防爆閥12的表面12a經由環狀凹部15而露出到與其外側的蓋體10的表面相同的面上。因此，防爆閥12突出到因電池殼體14的內壓上升而使薄壁部11容易斷裂的方向即薄壁部11的外部，並且因為即使向外部突出也不從蓋體10的表面突出，所以不會有異物或手指被薄壁部11卡住的可能。
蓋體10的加工工序在通過本實施方式的薄壁部的冷鍛方法1，由蓋體10來形成防爆閥12的薄壁部11後，形成環狀凹部15、焊接餘量13、以及一對電極等，衝壓加工成圖1所示的蓋體10的環狀。
圖5~圖7表示由金屬原板4(蓋體10)來冷鍛薄壁部11的工序，首先，使沿著圖1所示的蝶形的防爆閥12的輪廓形成的沖頭2的刃側面2a的輪廓和沖模3的刃側面3a的輪廓，在水準方向上以間隙δms的寬度在豎直方向上重疊 成環狀並上下配置，如圖5所示，在其間配置形成蓋體10的0.84mm的厚度t1的金屬原板4。因為在用厚度t1為0.84mm的由鋁合金構成的金屬原板4來加工設定厚度t2為0.03mm的薄壁部11的加工負荷Pms之下薄壁部11不斷裂的最小間隙δmin為大致不足0.02mm，所以在此將間隙δms設定為0.02mm。
接著，朝著沖模3的方向的下方對沖頭2施加將上限設為試驗加工負荷Pt的加工負荷Pms，以沖頭2與沖模3的重疊的間隙δms的部分來壓縮金屬原板4。隨著壓縮金屬原板4的沖頭2的下降，如圖6所示，沖頭2與沖模3的各個刃側面2a、3a剪切間隙δms兩側的金屬原板4，在間隙δms的兩側形成剪切面4a、4b，並且以間隙δms的部位來超過彈性區域地被壓縮的金屬原板4的剩餘部分被擠壓向超出剪切面4a、4b的兩側。
在該壓縮加工中，以間隙δms的部分被壓縮的金屬原板4的剩餘部分因為間隙δms微小成0.02mm所以為微量，進而，因為間隙δms的部分的兩側的金屬原板4不成為需要利用沖頭2的下降來擠壓的剩餘部分，所以如圖7所示，以試驗加工負荷Pt以下的低加工負荷Pms來使間隙δms的部位的金屬原板4加工硬化，能壓縮至製成0.03mm的設定厚度t2的薄壁部11。另外，因為被擠壓向超過剪切面4a、4b的兩側的剩餘部分為微量，所以被薄壁部11兩側的金屬原板4的彈性區域內的收縮所吸收，薄壁部11兩側的金屬原板4不會產生拱起部，或彎曲變形。
實施例
以下，將本發明的方法通過實施例來具體表示。
(實施例1)
在用由剪切強度75.4MPa、延伸率22%的鋁合金材料形成的縱 50mm、橫60mm、厚度t1為0.84mm的金屬原板，在其中央處冷鍛沿著蝶形的防爆閥22的輪廓的設定厚度t2的薄壁部21的加工工序中，使沖頭2與沖模3重疊的間隙δs、與將薄壁部21的設定厚度t2作為加工目標而設定的沖頭2與沖模3之間的加壓方向間隙t2’不同，各加工十片圖8所示的取樣板20，測定了加工後的薄壁部21的厚度ts。
其後，按照形成了薄壁部21的各個取樣板20，留下以圖8的圓形虛線包圍的試驗區域並利用加壓試驗器的橡膠墊來夾持其周圍的兩面，在使試驗區域的內表面面臨充滿了氮氣的加壓試驗器的加壓室的狀態下進行設置，考慮到電池殼體內的內壓上升而使加壓室內的內壓上升至最大1.1MPa，在此期間測定了薄壁部21斷裂時的內壓。將該測定結果示於表1。
如表1所示，若將間隙δs設定為0.02mm以下，則儘管沖頭2和沖模3留下加壓方向間隙t2’而下降停止，但是加工硬化也會進行，薄壁部21的加 工後的厚度ts比設定為設定厚度t2的加壓方向間隙t2’薄，無法高精度地加工薄壁部21。
在將設定厚度t2設為0.05mm的冷鍛中，0.02mm的間隙δs接近斷裂極限間隙δlim，在設定厚度t2為0.03mm且加工負荷P進一步增加的冷鍛中，通過加工負荷P而在加壓部分產生的剪應力τθ超過取樣板20的剪切強度75.4MPa而斷裂，無法形成薄壁部21。
另一方面，若將間隙δs從0.10mm擴大致0.15mm，則儘管加壓方向間隙t2’為0.03mm不變，但是變形阻力急劇上升而使加工負荷P上升，能推斷出其接近了能不使沖頭2與沖模3破損地加壓的極限加工負荷Pmax。將間隙δs設為0.15mm，若留下0.03mm的加壓方向間隙t2’並去除加工負荷P，則已被擠壓向薄壁部21的兩側的剩餘部分利用兩側的取樣板20的彈性而被回推，薄壁部21的厚度ts反而增加至0.04mm。因此，在使間隙δs擴大致加工負荷P接近極限加工負荷Pmax的程度的情況下，也無法高精度地加工薄壁部21。此外，以接近極限加工負荷Pmax的加工負荷P來加工了的厚度ts為0.04mm的薄壁部21即使利用加壓試驗器而達到可加壓的1.1MPa也不斷裂。
在將間隙δs設定為0.08mm~0.10mm之間的情況下，加壓方向間隙t2’與加工後的設定厚度ts一致，能高精度地加工設定厚度t2的薄壁部21。在該間隙δs的範圍內，間隙δs為0.08mm且薄壁部21斷裂的內壓處於0.48~0.56MPa的範圍內，另外，間隙δs為0.10mm且薄壁部21斷裂的內壓處於0.80~0.98MPa的範圍內，如果是若間隙δs變短，則薄壁部21斷裂的內壓也降低的一樣的間隙δs，則薄壁部21斷裂的內壓間的偏差小。即，薄壁部21雖然進行加工硬化而與加工前的金屬原板的物理特性不同，但是若設定厚度t2與間隙δs為一定，則薄 壁部21斷裂的內壓大致唯一地決定，能高品質地製造在電池殼體14的內壓上升至設定壓力時可靠地斷裂的防爆閥22。
(實施例2)
對於鋼製的縱50mm、橫60mm、厚度t1為0.21mm的鋼板，將沖頭2與沖模3重疊的間隙δs固定為0.02mm，將沖頭2與沖模3之間的加壓方向間隙t2’改變為0.03mm和0.05mm，由鋼板來製造了各十片薄壁部的設定厚度t2為0.03mm和0.05mm的取樣板。
其後，按照形成了薄壁部的各個取樣板，與實施例1相同地留下以圖8的圓形虛線包圍的試驗區域並利用加壓試驗器的橡膠墊來夾持其周圍的兩面，在使試驗區域的內表面面臨充滿了氮氣的加壓試驗器的加壓室的狀態下進行設置，使加壓室內的內壓上升至最大1.1MPa，在此期間測定了薄壁部21斷裂時的內壓。將該測定結果作為比較例示於表2。
利用該實施例2來製成金屬原板的鋼板被使用於鋼制的飲料罐的開罐蓋，與實施例1的金屬原板的厚度0.84mm相比鋼板的厚度t1為0.21mm即1/4的厚度。其結果是，形成設定厚度t2為0.03mm的薄壁部的加工負荷P大幅減小，如表2所示，在實施例1中，即使是在加工中斷裂而無法形成薄壁部的0.02mm的間隙δs，也能形成設定厚度t2為0.03mm的薄壁部。
另外，根據表2的測定結果，即使採用鋼為金屬原板的材料，也能高精度地冷鍛設定厚度t2的薄壁部，進而，只要是同樣的間隙δs，就能形成斷裂的內壓的偏差小的薄壁部。
由於在實施例2中使用的鋼板是厚度t1為0.21mm的薄壁，因此雖然不適用於電池殼體14的蓋體10，但是在飲料罐的開罐蓋等需要在規定的內壓下使其一部分斷裂的用途中，因為在穩定的壓力下可靠地斷裂，所以能高品質地製造薄壁部。
在上述的實施方式中，雖然以由電池殼體的蓋體來形成防爆閥的薄壁部的例子進行了說明，然而只要是在金屬原板的一部分處形成比金屬原板的厚度足夠薄的設定厚度的薄壁部的加工，就能適用本發明。特別是根據本發明，能由罐頭的蓋體或飲料罐的開罐蓋精度良好地形成在規定的力下斷裂的薄壁部。
另外，在上述的實施方式中，雖然利用上下模2、3的刃側面2a、3a來剪切加工金屬原板，然而只要是在形成薄壁部的兩側形成剪切面的刃側面，就也可以為了製造具有耐久性的上下模2、3，而在其一部分處形成保護刃側面的彎曲面R。
另外，雖然本發明特別適用于相對於薄壁部的設定厚度t2，壓縮 加工率為90%以上的厚度t1的金屬原板的加工，然而即使是壓縮加工率不足90%的加工，也能實施本發明的方法。
在上述的各實施方式中，雖然以由鋁合金構成的金屬原板進行了說明，然而金屬原板也可以利用其他金屬材料形成。
產業上的可利用性：在金屬原板的一部分處形成比金屬原板的厚度足夠薄的設定厚度的薄壁部的冷鍛方法適於在具有厚度的蓋體上一體地形成的防爆閥。

Claims (8)

  1. 一種薄壁部的冷鍛方法，其特徵在於，以上下模來衝壓加工厚度t1的金屬原板，在金屬原板的一部分處形成小於厚度t1的1/10的設定厚度t2的所述薄壁部，在使剪切加工金屬原板的上下模的各個刃側面沿著水準方向以規定的間隙δ進行重疊，在上下模之間設置了厚度t1的金屬原板後，對上下模之間施加加工負荷P，利用各個刃側面在所述金屬原板上沿著加工方向形成留下了設定厚度t2的剪切面，並且以上下模重疊的部位來壓縮金屬原板至進行加工硬化，在所述剪切面之間形成水準方向寬度δ、設定厚度t2的薄壁部，在能以對上下模間施加的極限加工負荷Pmax以下的試驗加工負荷Pt，由厚度t1的金屬原板加工至設定厚度t2的情況下，將因試驗加工負荷Pt在厚度t2的薄壁部的豎直面產生的剪應力設為τt，將金屬原板的剪切強度設為τmax，根據δmin=t2．(τt2/τmax2-1)1/2......(1)式求出最小間隙δmin，將間隙δ至少比最小間隙δmin長地設定為其附近長度的間隙δms。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的薄壁部的冷鍛方法，其中，將以試驗加工負荷Pt，由厚度t1的金屬原板加工至設定厚度t2時的間隙δ設為最大間隙δmax，在最小間隙δmin與最大間隙δmax之間設定間隙δ。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的薄壁部的冷鍛方法，其中，由厚度t1的所述金屬原板形成將在內部密封並容納電解質的電池殼體的開口覆蓋的蓋體，並且將形成于所述蓋體的一部分處的防爆閥的至少輪廓的一部分利用所述薄壁部形成，將所述薄壁部的設定厚度t2設定為在電池殼體內的內壓上升至規定的異常值時使所述薄壁部斷裂的厚度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的薄壁部的冷鍛方法，其中，所述薄壁部沿著將所述蓋體的短尺寸方向寬度設為直徑的假想圓形區域內的閉環，以所述間隙δ的寬度形成，所述閉環的長度比所述假想圓形區域的圓周長。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的薄壁部的冷鍛方法，其中，所述金屬原板由鋁合金構成。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的薄壁部的冷鍛方法，其中，從所述薄壁部向電池殼體的外部突出地形成的防爆閥的外側面，經由形成於防爆閥的周圍的環狀凹部而露出到環狀凹部周圍的蓋體的外側面的同一面或其內側。
  7. 一種防爆閥，其特徵在於，該防爆閥，在將在內部密封並容納電解質的電池殼體的開口覆蓋的、由厚度t1的金屬原板形成的蓋體上，經由設定為小於厚度t1的1/10，在電池殼體內的內壓上升至規定的異常值時斷裂的設定厚度t2的薄壁部而一體地形成，所述防爆閥的特徵在於，各個刃側面沿著水準方向以規定的間隙δ進行重疊並對夾持所述蓋體的上下模間施加豎直方向的加工負荷P，在利用各個刃側面留下設定厚度t2地剪切加工所述蓋體而形成的剪切面之間，利用上下模重疊的部位將所述蓋體冷鍛成設定厚度t2的厚度而形成所述薄壁部，在能以對上下模間施加的極限加工負荷Pmax以下的試驗加工負荷Pt，由厚度t1的金屬原板加工至設定厚度t2的情況下，將因試驗加工負荷Pt在厚度t2的薄壁部的豎直面產生的剪應力設為τt，將金屬原板的剪切強度設為τmax，根據δmin=t2‧(τt2/τmax2-1)1/2......(1)式求出最小間隙δmin，將間隙δ至少比最小間隙δmin長地設定為其附近長度的間隙δms。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的防爆閥，其中，所述薄壁部沿著將所述蓋體的短尺寸方向寬度設為直徑的假想圓形區域內的閉環，以所述間隙δ的寬度形成，所述閉環的長度比所述假想圓形區域的圓周長。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025115A (zh) * 2016-06-14 2016-10-12 广州力电宝电子科技有限公司 一种防爆顶盖片的制作方法
CN106229442B (zh) * 2016-08-26 2019-01-08 武义县盛隆金属制品有限公司 防爆锂电池
JP6963964B2 (ja) * 2017-01-27 2021-11-10 株式会社Ｇｓユアサ 破裂弁および蓄電素子
WO2019044633A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び蓄電装置
KR101947986B1 (ko) * 2018-01-18 2019-05-31 (주)범천정밀 이차전지의 캡플레이트 안전변 제조방법과 제조장치, 그 안전변 제조방법을 이용한 캡플레이트 제조방법, 그 캡플레이트 제조방법으로 제조되는 이차전지용 캡플레이트
KR102570969B1 (ko) * 2018-02-01 2023-08-25 삼성에스디아이 주식회사 원통형 리튬 이온 이차 전지
CN111822590B (zh) * 2019-04-18 2024-04-12 浙江舜仕汽车技术有限公司 发动机悬置支架的成型拉伸工艺
CN111916615A (zh) * 2020-07-15 2020-11-10 江苏阿李动力科技有限公司 一种动力电池防爆阀结构及其加工工艺
CN114976469B (zh) * 2022-05-10 2024-06-04 中国第一汽车股份有限公司 一种动力电池除湿防爆系统的设计方法及电动车辆
CN114673814B (zh) * 2022-05-30 2022-08-16 宜宾职业技术学院 一种动力锂电池安全阀及其使用方法
CN115312928B (zh) * 2022-10-09 2023-01-13 宁波震裕科技股份有限公司 电池的圆钢壳成型工艺以及电池组装工艺
CN115377574B (zh) * 2022-10-25 2023-01-31 宁波震裕科技股份有限公司 顶盖片与防爆阀一体成型工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000021380A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Mitsubishi Cable Ind Ltd ラプチャー板
US20050050935A1 (en) * 2002-11-20 2005-03-10 Hideyuki Miyahara Shearing method for thin plate
US20090019911A1 (en) * 2006-01-05 2009-01-22 Hirokazu Sasaki Dowel Forming Method for Buckle Base Member

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3781971A (en) * 1970-08-19 1974-01-01 Olin Corp Method of producing a mechanical joint between metal sheets
GB1500752A (en) * 1974-07-04 1978-02-08 Taniuchi K Process and apparatus for forming a tearably detachable portion on a sheet
JPS5725225A (en) * 1980-07-18 1982-02-10 Seiko Epson Corp Production of watch parts
US4477537A (en) * 1982-09-23 1984-10-16 Blase Tool And Manufacturing Co., Inc. Method for producing burr-free blanks and the blanks produced thereby
JP3430527B2 (ja) * 1992-12-24 2003-07-28 株式会社デンソー 金属薄板の剪断加工方法
JPH09108756A (ja) * 1995-10-19 1997-04-28 Nippon Steel Corp 補修塗装のいらない開缶性に優れた易開缶蓋の製造方法
JP4955865B2 (ja) * 2001-06-05 2012-06-20 ミヤマツール株式会社 密閉型電池の封口板及びその製造方法
JP4953551B2 (ja) * 2003-10-31 2012-06-13 三洋電機株式会社 密閉型電池
US7464575B2 (en) * 2004-10-13 2008-12-16 Nakamura Seisakusho Kabushikigaisha Shearing method for thin plate
JP4735380B2 (ja) * 2005-07-01 2011-07-27 トヨタ紡織株式会社 ワークの製造方法
JP2007181844A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Nisshin Steel Co Ltd 金属板のダボ出し加工方法
CN200984602Y (zh) * 2006-08-28 2007-12-05 无锡相川铁龙电子有限公司 笔记本电脑读卡器超薄构件的冲裁模具
JP4676947B2 (ja) * 2006-11-08 2011-04-27 章 池田 密閉型電池の安全弁
WO2010100731A1 (ja) * 2009-03-04 2010-09-10 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池及び密閉型電池の製造方法
JP5608142B2 (ja) 2010-10-26 2014-10-15 株式会社ソーデナガノ 電池ケース用蓋

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000021380A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Mitsubishi Cable Ind Ltd ラプチャー板
US20050050935A1 (en) * 2002-11-20 2005-03-10 Hideyuki Miyahara Shearing method for thin plate
US20090019911A1 (en) * 2006-01-05 2009-01-22 Hirokazu Sasaki Dowel Forming Method for Buckle Base Member

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